RU2607329C1 - Способ приготовления литых твердеющих закладочных смесей на основе мелкодисперсного заполнителя - Google Patents

Способ приготовления литых твердеющих закладочных смесей на основе мелкодисперсного заполнителя Download PDF

Info

Publication number
RU2607329C1
RU2607329C1 RU2015151366A RU2015151366A RU2607329C1 RU 2607329 C1 RU2607329 C1 RU 2607329C1 RU 2015151366 A RU2015151366 A RU 2015151366A RU 2015151366 A RU2015151366 A RU 2015151366A RU 2607329 C1 RU2607329 C1 RU 2607329C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
hardening
cement
mixture
fine aggregate
Prior art date
Application number
RU2015151366A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Николаевич Анушенков
Евгений Павлович Волков
Андрей Юрьевич Стовманенко
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный 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
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет"
Priority to RU2015151366A priority Critical patent/RU2607329C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2607329C1 publication Critical patent/RU2607329C1/ru

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21FSAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F15/00Methods or devices for placing filling-up materials in underground workings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0003Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability making use of electric or wave energy or particle radiation
    • C04B40/0021Sonic or ultrasonic waves, e.g. to initiate sonochemical reactions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00724Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 in mining operations, e.g. for backfilling; in making tunnels or galleries
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями на основе мелкодисперсного заполнителя, например хвостов обогащения. Способ приготовления литых твердеющих закладочных смесей на основе мелкодисперсного заполнителя включает дозированную подачу вяжущего, воды и их перемешивание, осуществляют перемешивание вяжущего в виде цемента с водой и предварительно обезвоженным в гидроциклонах мелкодисперсным заполнителем - хвостами обогащения руд размером 0,15 мм, после чего полученный раствор подвергают гомогенизации и активации в импульсном гидроударно-кавитационном устройстве с частотой импульсов 5000-6000 им/с при следующем соотношении указанных компонентов: хвосты обогащения руд - 1039-1246 кг/м3, цемент - 170-400 кг/м3 смеси, вода 500 л. Технический результат - повышение скорости твердения и увеличение прочности закладочного массива за счет повышения степени гидратации и активации компонентов закладочных смесей. 4 табл.

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями на основе мелкодисперсного заполнителя, например хвостов обогащения.
Известен способ приготовления литой твердеющей закладки в шаровой мельнице (Патент РФ №2013131, 30.05.1994 г., Бюл. №10.
Способ, включающий подачу составляющих смесь отдозированных компонентов в мельницу, совместное их измельчение и перемешивание в ней, измерение тонины помола на выходе из мельницы, при этом с целью повышения прочности приготовляемой смеси, уменьшения сроков ее схватывания и снижения затрат на производство устанавливают оптимальное соотношение измельченных компонентов вяжущего, активизатора и заполнителя в активном классе (-0,08 мм) готовой смеси на выходе из мельницы, а управление процессом измельчения с перемешиванием осуществляют путем регулирования гранулометрического состава и массового содержания каждого из компонентов смеси на входе в мельницу в зависимости от его измельчаемости и требуемого содержания в активном классе (-0,08 мм) готовой смеси.
Однако по данному способу не обеспечивается достаточная скорость твердения и прочность смеси в связи с тем, что используемая в качестве смесителя мельница не способна гомогенизировать приготовляемые твердеющие смеси при однородности распределения вяжущего в среде тонкодисперсного заполнителя, например хвостов обогащения.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является Патент РФ №2490472 C1, E21F 15/00, опубл. 20.08.2013 Бюл. №23. Состав закладочной смеси и способ ее изготовления, Рыльникова М.В., Абдрахманов И.А., Каплунов Д.Р., Радченко Д.Н.
1. Состав смеси для закладки выработанного пространства, включающий отходы процессов обогащения, известь, лигносульфонат натрия и воду, при этом в качестве указанных отходов содержит текущие хвосты флотационного обогащения полиметаллических руд с влажностью менее 30% при следующем содержании компонентов, кг/м3:
Figure 00000001
2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что он содержит известь крупностью не более 10 мм.
3. Способ изготовления смеси для закладки выработанного пространства в соответствии с любым из пп. 1 и 2, заключающийся в том, что текущие хвосты флотационного обогащения полиметаллических руд сушат до содержания влаги менее 30%, лигносульфонат натрия предварительно растворяют в воде, а затем осуществляют его смешивание с осушенными хвостами и известью.
Недостатком способа также является невысокая скорость твердения и прочность создаваемого впоследствии закладочного массива из-за неполной гидратации и активации компонентов закладочных смесей.
Целью изобретения является увеличение скорости твердения и прочности закладочного массива за счет повышения степени гидратации и активации компонентов смеси.
Достигается это тем, что в способе приготовления литых твердеющих закладочных смесей на основе мелкодисперсного заполнителя, включающем дозированную подачу вяжущего, воды и их перемешивание, осуществляют перемешивание вяжущего в виде цемента с водой и предварительно обезвоженным в гидроциклонах мелкодисперсным заполнителем - хвостами обогащения руд размером 0,15 мм, после чего полученный раствор подвергают гомогенизации и активации в импульсном гидроударно-кавитационном устройстве с частотой импульсов 5000-6000 им/с при следующем соотношении указанных компонентов: хвосты обогащения руд - 1039-1246 кг/м3, цемент - 170-400 кг/м3 смеси, вода 500 л.
Предложенный способ обеспечивает полную гидратацию вяжущего при его гомогенном распределении в среде мелкодисперсного заполнителя. Смесь - хвосты обогащения - цемент гомогенизируется и активируется в импульсных гидроударно-кавитационных полях за счет разрушения флоккул вяжущего и гидратных пленок на поверхностях частиц цемента и хвостов обогащения при обеспечении допустимого уровня прочности и стоимости смеси, а также надежности работы технологического оборудования.
В составе закладочной смеси использовали хвосты обогащения медно-никелевых руд Талнахского и Октябрьского месторождениЙ Норильского региона, состав которых приведен в табл. 1.
Figure 00000002
Сущность способа состоит в следующем. Приготовление твердеющей закладочной смеси осуществляется на поверхностном закладочном комплексе. Цемент из силосов по пневмопроводу поступает на предварительное смешивание в смеситель. Вода из емкости по водопроводу также поступает в смеситель, который может иметь, например, лопастной рабочий орган с приводом. Мелкодисперсный заполнитель (например, тонкодисперсные хвосты обогащения - 0,15 мм) подается из бака, обезвоживается в батареях гидроциклонов и по трубопроводу также подается в смеситель, где происходит предварительное перемешивание всех компонентов.
Предварительно осуществляют перемешивание вяжущего в виде цемента с водой и предварительно обезвоженным в гидроциклонах мелкодисперсным заполнителем - хвостами обогащения руд размером 0,15 мм для обеспечения однородности распределения вяжущего в среде тонкодисперсного заполнителя, после чего полученный раствор подвергают гомогенизации и активации в импульсном гидроударно-кавитационном устройстве с частотой импульсов 5000-6000 им/с при следующем соотношении указанных компонентов: хвосты обогащения руд - 1039-1246 кг/м3, цемент - 170-400 кг/м3 смеси, вода 500 л.
Из гидроударно-кавитационного устройства твердеющая закладочная смесь по трубопроводу поступает в главную магистраль закладочного трубопровода и далее распределяется через участковые трубопроводы в выработанное пространство.
С целью подтверждения снижения расхода вяжущего и использования мелкодисперсного заполнителя, например хвостов обогащения, были проведены исследования составов твердеющих закладочных смесей по трем способам:
1. Способ приготовления твердеющей смеси с составом хвосты обогащения - цемент (ХЦ) в лабораторных условиях с использованием лопастного смесителя;
2. Способ приготовления твердеющей смеси ХЦ в лабораторных условиях с использованием шаровой мельницы;
3. Способ приготовления твердеющей смеси ХЦ в лабораторных условиях с использованием гидроударно-кавитационного устройства.
1. Исследования составов ХЦ с использованием смесителя
Для лабораторных испытаний составов ХЦ использован смеситель лопастного типа. Время смешивания во всех экспериментах принято 10 минут. Сразу после окончания смешивания производилось определение растекаемости смеси по Суттарду и измерялась ее плотность.
Цемент через дозатор, а вода по трубопроводу через расходомер поступали в смеситель, который имел лопастной рабочий орган с приводом. Мелкодисперсный заполнитель (хвосты обогащения - 0,15 мм) из бака через дозатор также подавался в смеситель, где происходило их перемешивание. Из смесителя твердеющая закладочная смесь по трубопроводу поступала в специальные формы.
Исследуемые составы, удельный расход материалов, плотность твердеющей смеси и контрольные характеристики прочности на 7, 28 и 90 сутки представлены в табл. 2.
Figure 00000003
2. Исследования составов с использованием шаровой мельницы
Для лабораторных испытаний составов использована шаровая мельница. Время замешивания во всех экспериментах принято 10 минут. Сразу после окончания замеса производилось определение растекаемости смеси по Суттарду и измерялась ее плотность.
Цемент через дозатор, а вода по трубопроводу через расходомер поступали на предварительное смешивание в смеситель с лопастным рабочим органом. Далее через дозатор предварительно смешанный цемент и вода подавались в шаровую мельницу. Мелкодисперсный заполнитель (хвосты обогащения - 0,15 мм) через дозатор подавался в шаровую мельницу, где происходило их совместное измельчение и активация раствора. Из шаровой мельницы твердеющая закладочная смесь по трубопроводу поступала в специальные формы.
Исследуемые составы, удельный расход материалов, плотность твердеющей смеси и контрольные характеристики прочности на 7, 28 и 90 сутки представлены в табл. 3.
Figure 00000004
3. Исследования составов с использованием гидроударно-кавитационного устройства
Для лабораторных испытаний составов ХЦ использовано гидроударно-кавитационное устройство. Время замешивания во всех экспериментах принято 10 минут. Сразу после окончания замеса производилось определение растекаемости смеси по Суттарду и измерялась ее плотность.
Цемент через дозатор, а вода по трубопроводу через расходомер поступали на предварительное смешивание в смеситель с лопастным рабочим органом. Мелкодисперсный заполнитель (хвосты обогащения - 0,15 мм) обезвоживался в гидроциклонах и через дозатор подавался также в смеситель, где происходило их предварительное перемешивание.
Предварительно перемешанный раствор твердеющей смеси поступал в гидроударно-кавитационное устройство, где происходили гомогенизация и активация раствора.
Из гидроударно-кавитационного устройства твердеющая закладочная смесь по трубопроводу поступала в специальные формы.
Исследуемые составы, удельный расход материалов, плотность твердеющей смеси и контрольные характеристики прочности на 7, 28 и 90 сутки представлены в табл. 4.
Figure 00000005
В результате исследований было определено:
1) Образцы закладочных смесей ХЦ, приготовленные по мельничному способу производства, имеют прочность в среднем на 20% выше образцов, приготовленных по технологии с применением смесителя. В то же время образцы закладочных смесей ХЦ, приготовленные по технологии с применением гидроударно-кавитационного устройства, имеют прочность в среднем на 30% выше образцов, приготовленных по мельничному способу производства.
2) Снижение содержания цемента ниже 170 кг/м3 (что соответствует содержанию хвостов обогащения в смеси более 1246 кг/м3) приводит к тому, что твердеющая смесь не набирает минимально допустимую прочность, равную 1 МПа. В то же время повышение содержания цемента свыше 400 кг/м3 приводит к завышенной прочности и существенным расходам на производство закладочной смеси.
3) При частоте импульсов менее 5000 имп/с не происходит полное эффективное разрушение флоккул вяжущего и гидратных пленок на поверхностях частиц цемента и хвостов обогащения, а при частотах более 6000 имп/с имеет место интенсивный абразивный износ элементов гидроударно-кавитационного устройства.
Следовательно, способ приготовления твердеющей смеси с использованием гидроударно-кавитационного устройства обеспечивает повышение скорости твердения и увеличение прочности закладочного массива за счет повышения степени гидратации и активации компонентов закладочных смесей, при этом содержание в смеси хвостов обогащения в количестве 1039-1246 кг/м3 смеси (- 0,15 мм) и вяжущего в виде цемента в количестве 170-400 кг/м3 обеспечивает наиболее рациональное количество основных компонентов закладочных смесей, необходимое для обеспечения требуемой прочности при закладке горных выработок, а режим работы гидроударно-кавитационного устройства при частотах 5000-6000 имп/с обеспечивает наиболее эффективную активацию компонентов смеси без снижения надежности и долговечности работы гидроударно-кавитационного устройства.

Claims (1)

  1. Способ приготовления литых твердеющих закладочных смесей на основе мелкодисперсного заполнителя, включающий дозированную подачу вяжущего, воды и их перемешивание, отличающийся тем, что осуществляют перемешивание вяжущего в виде цемента с водой и предварительно обезвоженным в гидроциклонах мелкодисперсным заполнителем - хвостами обогащения руд размером 0,15 мм, после чего полученный раствор подвергают гомогенизации и активации в импульсном гидроударно-кавитационном устройстве с частотой импульсов 5000-6000 имп/с при следующем соотношении указанных компонентов: хвосты обогащения руд - 1039-1246 кг/м3, цемент - 170-400 кг/м3 смеси, вода 500 л.
RU2015151366A 2015-11-30 2015-11-30 Способ приготовления литых твердеющих закладочных смесей на основе мелкодисперсного заполнителя RU2607329C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015151366A RU2607329C1 (ru) 2015-11-30 2015-11-30 Способ приготовления литых твердеющих закладочных смесей на основе мелкодисперсного заполнителя

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015151366A RU2607329C1 (ru) 2015-11-30 2015-11-30 Способ приготовления литых твердеющих закладочных смесей на основе мелкодисперсного заполнителя

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2607329C1 true RU2607329C1 (ru) 2017-01-10

Family

ID=58452583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015151366A RU2607329C1 (ru) 2015-11-30 2015-11-30 Способ приготовления литых твердеющих закладочных смесей на основе мелкодисперсного заполнителя

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2607329C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109026142A (zh) * 2018-07-06 2018-12-18 中国中金科技股份有限公司 一种针对岩体裂隙发育的采空区的充填方法
RU2747753C1 (ru) * 2020-10-09 2021-05-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Твердеющая закладочная смесь

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1033099A1 (ru) * 1982-04-01 1983-08-07 Институт Зоологии И Физиологии Ан Мсср Устройство дл инкубации икры и подращивани личинок рыб
SU1104306A1 (ru) * 1983-05-19 1984-07-23 Казахский политехнический институт им.В.И.Ленина Способ закладки выработанного пространства и устройство дл его осуществлени
US4481037A (en) * 1982-06-24 1984-11-06 Fosroc International Limited Cement compositions
US5141365A (en) * 1988-07-14 1992-08-25 Fosroc International Limited Backfilling in mines
RU2490472C1 (ru) * 2012-02-29 2013-08-20 Открытое акционерное общество "Учалинский горно-обогатительный комбинат" Состав закладочной смеси и способ ее изготовления

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1033099A1 (ru) * 1982-04-01 1983-08-07 Институт Зоологии И Физиологии Ан Мсср Устройство дл инкубации икры и подращивани личинок рыб
US4481037A (en) * 1982-06-24 1984-11-06 Fosroc International Limited Cement compositions
SU1104306A1 (ru) * 1983-05-19 1984-07-23 Казахский политехнический институт им.В.И.Ленина Способ закладки выработанного пространства и устройство дл его осуществлени
US5141365A (en) * 1988-07-14 1992-08-25 Fosroc International Limited Backfilling in mines
RU2490472C1 (ru) * 2012-02-29 2013-08-20 Открытое акционерное общество "Учалинский горно-обогатительный комбинат" Состав закладочной смеси и способ ее изготовления

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109026142A (zh) * 2018-07-06 2018-12-18 中国中金科技股份有限公司 一种针对岩体裂隙发育的采空区的充填方法
RU2747753C1 (ru) * 2020-10-09 2021-05-13 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") Твердеющая закладочная смесь

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102849999B (zh) 吸水树脂混凝土及其制备方法
US20220106227A1 (en) Modification of properties of pozzolanic materials through blending
CN104446045A (zh) 一种碱激发胶凝材料及其制备方法
SK282176B6 (sk) Spojivová zmes s jemne mletým cementom a spôsob jej výroby
CN109265120A (zh) 一种矿山充填材料及其制备装置和制备方法及矿山充填用胶结剂料浆
CN108249845A (zh) 一种有机-无机复合早强剂及利用该早强剂制备的自密实混凝土
RU2607329C1 (ru) Способ приготовления литых твердеющих закладочных смесей на основе мелкодисперсного заполнителя
DE102005014704B4 (de) Materialaufbereitungsanlage zur Herstellung von Leichtwerkstoffen
CN108996978A (zh) 一种矿山充填材料及其制备装置和制备方法及矿山充填用胶结剂料浆
Schießl et al. SCC and UHPC—Effect of mixing technology on fresh concrete properties
CN105422171B (zh) 一种提高微细粒尾砂充填体渗透速度与强度的方法
CN107139325A (zh) 一种湿法粉磨水泥制备预拌混凝土的方法
EP2125658A1 (de) Verfahren zur herstellung mineralischer baustoffe mittels bindemittelsuspensionen
CN208814896U (zh) 一种矿山充填材料的制备装置
JP2016507461A (ja) 自己充填性且つ再掘削可能な埋め戻し材用の結合材
JP2011062943A (ja) 未使用生コン処理方法、及びリサイクル生コンクリート
Shakhova et al. Intensification of cement grinding with apply grinding aids with modify effect
Warner Soil solidification with ultrafine cement grout
CN108623211A (zh) 一种专用的复合粘度调节剂、调节剂制备方法及应用方法
CN109970409A (zh) 一种高强度的商品混凝土及其制备方法
CN107721322A (zh) 一种低本底值混凝土及其制备方法
CN107522421A (zh) 一种混凝土矿物外加剂、其制备方法及一种混凝土
JP6537307B2 (ja) セメント組成物の処理方法
CN211306841U (zh) 一种用于建筑工程的搅拌装置
CN113603408A (zh) 一种矿山绿色充填开采全固废充填材料及其配比方法

Legal Events

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

Effective date: 20181201