RU2788685C1 - Composition of the modified filling material - Google Patents
Composition of the modified filling material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788685C1 RU2788685C1 RU2022115748A RU2022115748A RU2788685C1 RU 2788685 C1 RU2788685 C1 RU 2788685C1 RU 2022115748 A RU2022115748 A RU 2022115748A RU 2022115748 A RU2022115748 A RU 2022115748A RU 2788685 C1 RU2788685 C1 RU 2788685C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- sand
- ores
- filling material
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000011049 filling Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 12
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 241000711969 Chandipura virus Species 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical group II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 load Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N tin hydride Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening Effects 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства.The invention relates to the mining industry and can be used in underground mining of mineral deposits with backfilling of goaf.
Известен состав закладочной смеси, включающий цемент, молотый гранулированный доменный шлак, заполнитель - молотый диабаз, измельченную солому и воду в следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 2,90-5,07; молотый гранулированный доменный шлак 15,21-16,91; заполнитель 52,24-53,22; вода - остальное (Патент РФ №2270921, E21F15/00, опубл. 27.02.2006).The composition of the filling mixture is known, including cement, ground granulated blast-furnace slag, aggregate - ground diabase, crushed straw and water in the following ratio, wt.%: cement 2.90-5.07; ground granulated blast-furnace slag 15.21-16.91; filler 52.24-53.22; water - the rest (RF Patent No. 2270921, E21F15 / 00, publ. 27.02.2006).
Недостатками известного состава закладочной смеси являются относительно низкая прочность закладочного массива (2,3 МПа в возрасте 28 суток), а также длительный срок твердения и набора прочности (5,1 МПа в возрасте 180 суток).The disadvantages of the known composition of the stowing mixture are the relatively low strength of the stowing mass (2.3 MPa at the age of 28 days), as well as a long period of hardening and curing (5.1 MPa at the age of 180 days).
Известен состав закладочной смеси, включающий компоненты при следующем соотношении, мас.%: молотый гранулированный отвальный фьюминговый шлак оловопроизводства 10,20-12,70; гидроксид натрия 1,10-1,35; горелые породы 72,91-75,01; вода остальное (Патент РФ №2563902, E21F15/00, C04B18/14, опубл. 27.09.2015).The composition of the filling mixture is known, which includes components in the following ratio, wt.%: ground granulated waste fuming slag from tin production 10.20-12.70; sodium hydroxide 1.10-1.35; burnt rocks 72.91-75.01; water the rest (RF Patent No. 2563902, E21F15 / 00, C04B18 / 14, publ. 27.09.2015).
Недостаток данного состава закладочной смеси - низкая прочность 5,75-6,90 МПа в возрасте 90 суток.The disadvantage of this composition of the filling mixture is the low strength of 5.75-6.90 MPa at the age of 90 days.
Также известен состав закладочной смеси, включающий при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 5-7; цеолит фракций <0,14 мм 2,75-3,60; известняк фракций <0,14 мм 1,25-1,80; зола-унос 3,75-4,80; вода 16,75-17,5; песчано-гравийный заполнитель - остальное (Авторское свидетельство SU1686190, E21F15/00, опубл. 23.10.1991).Also known is the composition of the filling mixture, including the following ratio, wt.%: cement 5-7; zeolite fractions <0.14 mm 2.75-3.60; limestone fractions <0.14 mm 1.25-1.80; fly ash 3.75-4.80; water 16.75-17.5; sand and gravel aggregate - the rest (Author's certificate SU1686190, E21F15/00, published 10/23/1991).
Недостатком данной закладочной смеси также является низкая прочность (предел прочности при сжатии в возрасте 28 суток 4,8-8,1 МПа).The disadvantage of this filling mixture is also low strength (compressive strength at the age of 28 days 4.8-8.1 MPa).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав закладочной смеси, содержащий цемент, молотый гранулированный шлак, воду и молотый искусственный серозольный заполнитель - техническую серу (модифицированную йодом) и золу ТЭЦ, предварительно сплавленные друг с другом и размолотые в шаровой мельнице. Содержание компонентов, мас.%: цемент М300Д20 4,2-6,8; сера 29,26-19,6; зола ТЭЦ 15,24-10,1; гранулированный шлак 26,7-39,6; йод 0,0058-0,0038; вода остальное (Патент РФ №2302531, E21F15/00, опубл. 10.07.2007).Closest to the proposed invention is the composition of the filling mixture containing cement, ground granulated slag, water and ground artificial serous ash filler - technical sulfur (modified with iodine) and CHP ash, pre-fused to each other and ground in a ball mill. The content of components, wt.%: cement M300D20 4.2-6.8; sulfur 29.26-19.6; CHP ash 15.24-10.1; granulated slag 26.7-39.6; iodine 0.0058-0.0038; water the rest (RF Patent No. 2302531, E21F15 / 00, publ. 10.07.2007).
Недостатками этого состава закладочной смеси являются низкая прочность образцов на сжатие 2,1-7,8 МПа в возрасте 180 суток, а также многостадиальность технологического процесса приготовления закладочного материала, предполагающего для получения серозольного заполнителя сплавление инертных материалов, охлаждение, размол в шаровой мельнице и совместное перемешивание полученного заполнителя с предварительно измельченным шлаком и цементом.The disadvantages of this composition of the backfill mixture are the low compressive strength of the samples of 2.1-7.8 MPa at the age of 180 days, as well as the multi-stage technological process for preparing the backfill material, which involves the fusion of inert materials, cooling, grinding in a ball mill and joint mixing the resulting filler with pre-crushed slag and cement.
Технической задачей предлагаемого решения является создание модифицированного закладочного материала без использования цемента, обладающего высокой прочностью на сжатие (не менее 10 МПа) в короткие сроки твердения (в 1-ые сутки), оптимальными технологическими характеристиками (растекаемость на вискозиметре Суттарда 160-180 мм, напряжение сдвига 30-130 Па) и позволяющего снизить расход добываемого природного инертного заполнителя - песчано-гравийной смеси за счет частичного ее замещения на хвосты гидрометаллургического производства.The technical task of the proposed solution is to create a modified filling material without the use of cement, which has a high compressive strength (at least 10 MPa) in a short hardening time (on the first day), optimal technological characteristics (flowability on a Suttard viscometer 160-180 mm, stress shift 30-130 Pa) and allowing to reduce the consumption of extracted natural inert aggregate - sand-gravel mixture due to its partial replacement with tailings of hydrometallurgical production.
Для решения поставленной задачи предложен состав модифицированного закладочного материала, включающий твердую фазу хвостовой пульпы гидрометаллургической переработки руд крупностью -0,2 мм (фракция -0,074 мм 80±5% по массе), песчано-гравийную смесь с размером частиц -20 мм (фракция -10 мм 90±5% по массе) и серу техническую (ГОСТ 127). При следующем соотношении компонентов состава, мас.%: твердая фаза хвостовой пульпы гидрометаллургической переработки руд 50,0-61,5; песчано-гравийная смесь 8,1-10,6; сера техническая 30,4-39,4.To solve the problem, a composition of a modified filling material is proposed, including the solid phase of the tailing pulp of the hydrometallurgical processing of ores with a size of -0.2 mm (fraction -0.074 mm 80 ± 5% by weight), a sand-gravel mixture with a particle size of -20 mm (fraction - 10 mm 90±5% by weight) and technical sulfur (GOST 127). With the following ratio of components of the composition, wt.%: the solid phase of the tailing pulp of the hydrometallurgical processing of ores 50.0-61.5; sand and gravel mixture 8.1-10.6; technical sulfur 30.4-39.4.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении прочности закладочной смеси без применения цемента, сокращении сроков твердения и увеличении несущей способности искусственного массива. Ценное преимущество - полное отсутствие водоотделения при возведении искусственного массива. Даная особенность значима в условиях формирования закладки в контакте с галогенными породами и разупрочняющимся при увлажнении горным массивом.The technical result achieved by the invention is to increase the strength of the filling mixture without the use of cement, reduce the hardening time and increase the bearing capacity of the artificial array. A valuable advantage is the complete absence of water separation during the construction of an artificial array. This feature is significant in the conditions of backfill formation in contact with halogen rocks and a rock mass weakening when wet.
Технический результат достигается тем, что в качестве вяжущего компонента закладочного материала используется сера техническая, при нагревании состава до температуры 120-140°С происходит сплавление компонентов смеси, кристаллизация и переход в гомогенную структуру, характеризуемую при отверждении высокой прочностью.The technical result is achieved by the fact that technical sulfur is used as a binder component of the backfill material, when the composition is heated to a temperature of 120-140 ° C, the mixture components are fused, crystallized and transferred into a homogeneous structure, characterized by high strength during curing.
Пример. Образцы модифицированного закладочного материала готовили в помещении с температурой воздуха 20±2°С следующим образом: серу техническую нагревали до температуры 128-136°С, при постоянном перемешивании до перехода в жидкое состояние, поддерживая температуру и не прекращая перемешивание, поочередно вводили в состав твердую фазу хвостовой пульпы гидрометаллургической переработки руд (после фильтрационно-декантационного обезвоживания и сушки) и песчано-гравийную смесь. После тщательного перемешивания в течение 1-2 минут всех составляющих до однородной пластичной массы, полученный материал выкладывали в формы куба (1ФК 100) и выдерживали до полного остывания при комнатной температуре в течение 3-х часов. После чего производили распалубку образцов и испытывали их на прочность при одноосном сжатии.Example. Samples of the modified filling material were prepared in a room with an air temperature of 20 ± 2°C as follows: commercial sulfur was heated to a temperature of 128-136°C, with constant stirring until it turned into a liquid state, maintaining the temperature and without stopping stirring, alternately introduced into the composition of the solid tailing pulp phase of hydrometallurgical processing of ores (after filtration-decantation dehydration and drying) and sand-gravel mixture. After thorough mixing for 1-2 minutes of all components until a homogeneous plastic mass, the resulting material was laid out in the form of a cube (1FK 100) and kept until completely cooled at room temperature for 3 hours. After that, the samples were stripped and tested for strength under uniaxial compression.
Полученные образцы модифицированного закладочного материала, изготовленные по предложенной рецептуре и описанной технологии, с различным процентным содержанием компонентов, а также их характеристики приведены в таблице.The obtained samples of the modified filling material, made according to the proposed recipe and the described technology, with different percentages of components, as well as their characteristics are shown in the table.
Анализ полученных результатов показал, что, применение в качестве вяжущего компонента - серы технической, позволило повысить прочность закладочной смеси в короткие сроки твердения (до 3-х часов), исключить необходимость применения в составе цемента, снизить расход природного инертного заполнителя за счет частичной его замены на хвосты гидрометаллургического производства.The analysis of the obtained results showed that the use of technical sulfur as a binder component made it possible to increase the strength of the backfill mixture in a short hardening time (up to 3 hours), eliminate the need to use it in the cement composition, and reduce the consumption of natural inert aggregate due to its partial replacement. for tailings of hydrometallurgical production.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2788685C1 true RU2788685C1 (en) | 2023-01-24 |
Family
ID=
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU947442A1 (en) * | 1980-11-06 | 1982-07-30 | Львовское Специализированное Управление "Бурвод" N584 Специализированного Треста "Укрбурвод" Укрглавспецстроя | Method of after filling cavities |
SU1610055A1 (en) * | 1988-12-12 | 1990-11-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела | Method of filling excavated space under protected objects |
RU2039870C1 (en) * | 1993-05-26 | 1995-07-20 | Смешанное научно-техническое товарищество "Техноподземэнерго" | Method for mining coal deposits and complex of equipment for its realization |
RU94028495A (en) * | 1994-07-28 | 1996-06-10 | Отдел проблем освоения недр СО РАН | Method for backfilling descending digging of minerals |
US6416691B1 (en) * | 1998-01-28 | 2002-07-09 | Mikhail Pildysh | Synthetic aggregate and process for the production thereof |
RU2302531C2 (en) * | 2005-06-30 | 2007-07-10 | Норильский индустриальный институт | Stowing mixture composition |
RU2462598C1 (en) * | 2011-04-25 | 2012-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф.Горбачева" (КузГТУ) | Filling mixture compound |
KR101723345B1 (en) * | 2016-11-01 | 2017-04-05 | 김가령 | Water proof admixtures composition for concrete and Method for constructing an concrete structure using the same |
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU947442A1 (en) * | 1980-11-06 | 1982-07-30 | Львовское Специализированное Управление "Бурвод" N584 Специализированного Треста "Укрбурвод" Укрглавспецстроя | Method of after filling cavities |
SU1610055A1 (en) * | 1988-12-12 | 1990-11-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела | Method of filling excavated space under protected objects |
RU2039870C1 (en) * | 1993-05-26 | 1995-07-20 | Смешанное научно-техническое товарищество "Техноподземэнерго" | Method for mining coal deposits and complex of equipment for its realization |
RU94028495A (en) * | 1994-07-28 | 1996-06-10 | Отдел проблем освоения недр СО РАН | Method for backfilling descending digging of minerals |
US6416691B1 (en) * | 1998-01-28 | 2002-07-09 | Mikhail Pildysh | Synthetic aggregate and process for the production thereof |
RU2302531C2 (en) * | 2005-06-30 | 2007-07-10 | Норильский индустриальный институт | Stowing mixture composition |
RU2462598C1 (en) * | 2011-04-25 | 2012-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф.Горбачева" (КузГТУ) | Filling mixture compound |
KR101723345B1 (en) * | 2016-11-01 | 2017-04-05 | 김가령 | Water proof admixtures composition for concrete and Method for constructing an concrete structure using the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yaragal et al. | Characterization and performance of processed lateritic fine aggregates in cement mortars and concretes | |
CN106007568B (en) | A kind of method that coal mine filling lotion is prepared using biomass lime-ash | |
CN112374843B (en) | Method for preparing mine filling concrete by utilizing wet-grinding steel slag ore pulp | |
Mishra et al. | Green cement for sustainable concrete using marble dust | |
Niroshan et al. | Relevance of SEM to long-term mechanical properties of cemented paste backfill | |
CN110818376A (en) | Novel road retarding cement and preparation method thereof | |
CN112456904A (en) | Tailing aggregate concrete and preparation method thereof | |
CN109354423A (en) | A kind of clinker portland cement and preparation method thereof | |
Sun et al. | Early-age strength of aeolian sand-based cemented backfilling materials: experimental results | |
RU2788685C1 (en) | Composition of the modified filling material | |
Khan et al. | Conversion of waste marble powder into a binding material | |
Malik et al. | Partial replacement of cement by saw Dust Ash in concrete a sustainable Approach | |
de Almeida et al. | Evaluation of partial sand replacement by coffee husks in concrete production | |
RU2302531C2 (en) | Stowing mixture composition | |
Komolafe et al. | Stabilization of lateritic soil with cement–oil palm empty fruit bunch ash blend for California bearing ratio base course requirement | |
CN108609881A (en) | Method for improving shaping efficiency of machine-made sand based on shaping additive | |
Rangan et al. | Influence of coconut shell ash and lime towards CBR value and subgrade bearing capacity | |
CN105418046A (en) | Environment-friendly cement-based material for pavement base | |
Kumar et al. | Evaluation of Mechanical Properties on Self-compacting Concrete Using Sugar Mill Waste | |
RU2270921C1 (en) | Backfill mix | |
CN113831035A (en) | Retarded cement prepared from solid sulfur ash and coal gangue and preparation method of retarded cement | |
CN1056594C (en) | Batch for high performance concrete and process thereof | |
Relan et al. | Experimental Study of Replacement of Cement by SCBA in Concrete | |
Yuvaraj et al. | Effect of utilizing stone dust in concrete with tamarind kernel powder as admixture | |
Mbereyaho et al. | Assessment of Mine Tailing and Quarry Dust as joint Concrete Aggregates |