СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ Российский патент 1997 года по МПК E21F15/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче цветных, редких и радиоактивных элементов.

Известен способ приготовления закладочной смеси [1] заключающийся в обработке водного раствора поверхностно-активного вещества монохроматическим когерентным облучением в течение 1 15 сек перед смешиванием компонентов.

Недостатком указанного способа являются не экономичность, сложность оборудования, приборов и большие затраты. Кроме того, не утилизируется полиакриламид.

Задачей предлагаемого способа является использование известных физических и химических свойств в предлагаемой последовательности, которые в совокупности усиливают качественные характеристики приготовленной закладочной смеси, а также при транспортировке вплоть до места применения.

Технический результат заключается в активации воды и компонентов закладочной смеси.

Технический результат достигается тем, что в способе приготовления закладочной смеси, включающем измельчение, смешение заполнителя, вяжущего и активированной воды, транспортировку к месту назначения, в процессе измельчения и смешения осуществляют виброактивацию компонентов смеси на виброгрохоте, а затем дезинтеграторе при суммарной линейной встречной скорости 350 450 м/с, а воду перед смешением компонентов активируют электрохимической обработкой, путем осаждения солей и примесей, при этом изменяют ее энергетическое состояние при взаимодействии с продуктами катодной и анодной реакции и электродиффузии ионов через мембраны.

Закладочную смесь дополнительно доизмельчают в вибромельнице и при транспортировке подвергают дополнительной вибрации вплоть до закладочного хозяйства.

Такая технология позволит получить качественную по прочности закладочную смесь, сохраняющую свои свойства в процессе транспортировки вплоть до места назначения.

На фиг. 1 представлена схема технологического комплекса операций приготовления и активации закладочной смеси, на фиг. 2 аппаратурная схема технологического комплекса операций приготовления закладочной смеси.

Аппаратурная схема включает виброгрохот 1, дезинтегратор 2, вибромельницу 3, расположенных последовательно, электрохимический активатор воды 4, спецбункеры 5 и силосный бункер 6, дозаторы 7 и транспортный механизм 8, по которому шихта поступает на виброгрохот 1, из которого через спецбункер 5, дозатор 7 и приемный бункер 9 в дезинтегратор 2 и вибромельницу 3 в смеситель 10, куда из бака 11 дополнительно поступает вода, и далее через дозатор 12 смесь поступает по закладочному трубопроводу 13, на котором установлены вибраторы 14 и воздуходувки 15, в закладочное хозяйство 16.

Пример конкретного выполнения способа. Исходный материал (см. таблицу) для приготовления закладочной смеси (шлаки, песок, цемент) подавали из спецбункеров 5, силосного бункера 6 на дозаторы 7, далее транспортным механизмом 8 на виброгрохот 1.

Шихта, подвергшаяся виброгрохочению, поступала в дезинтегратор 2, куда из электрохимического активатора воды 4 поступала активированная вода. После обработки смеси в дезинтеграторе 2 ее подавали в вибромельницу 3 для дальнейшего доизмельчения, усиления и закрепления полученного физического и химического эффекта, приобретенного материалом смеси за счет электрохимической активации воды и вибрацию материала. Разгрузку вибромельницы 3 производили непрерывно в смеситель 10, туда же подавали воду из бака 11, причем воду подавали периодически для промывки закладочного трубопровода 13. Из смесителя 10 и дозатора 12 смесь поступала в закладочный трубопровод 13, на котором после переходного колена вплоть до закладочного хозяйства 16 установлены вибраторы 14 (см. фиг. 2), способствующие сохранению приобретенной физической и химической активности смеси на виброгрохоте 1, в дезинтеграторе 2, вибромельнице 3, за счет электрохимической активации воды и вибрации смеси в трубопроводе 13 вплоть до закладочного хозяйства 16. Результаты исследований позволяют сделать вывод о том, что закладка равнопрочна со следующим расходом вяжущего на 1 м³ смеси (см. таблицу).

По вяжущим свойствам при данном количественном, качественном соотношении компонентов смеси (см. таблицу) 1 кг портландцемента марки М 400 эквивалент, примерно 4,6 6,0 кг. активированного в установке УДА-65 доменного шлака II сорта 12-й группы. Показателем шлаковой добавки при ее подготовке служит эквивалент активности или пропорциональное соотношение шлака и цемента в составе вяжущего.

Так, на рудниках Кривбаса этот показатель при подготовке шлака в шаровых мельницах изменялся в пределах 8 20, а при подготовке в экспериментальной установке УДА-65 он снижался до 6 8, т.е. при подготовке в шаровых мельницах для замещения 1 части цемента требовалось 8 20 частей шлака, а при подготовке в предлагаемой установке только 6 8. За время эксплуатации этой установки и применения малопрочной закладки расход цемента на 1 м³ смеси снижен со 140 до 50 кг.

Эффективность замены цемента шлаком зависит от степени и объема измельчения шлаков при конкретной технологии подготовки. Так, из 220 кг шлака, расходуемого на приготовление 1 м³ твердеющей смеси, при мокром его измельчении в установке УДА-65 только 90 кг (40%) использовали в качестве активного вяжущего. Остальные 130 кг шлака использовали как инертный заполнитель, поскольку при крупности измельчения более 0,074 мм шлак не проявлял вяжущей активности. Следовательно, увеличение выхода активной фракции при дальнейшем измельчении шлака является одним из основных направлений совершенствования технологии приготовления закладочной смеси со шлаковым вяжущим.

Для дополнительного измельчения доменных шлаков в технологической цепи приготовления твердеющей закладки использовали мельницу МВВ-0,7 (вертикальную вибрационную мельницу). Активацию и очистку шахтной воды достигали в аппарате электрохимической обработки (ЭХО) путем осаждения солей и примесей при взаимодействии их с продуктами катодной и анодной реакции и электродиффузии ионов через мембраны, после чего она отвечала стандартным требованиям, предъявляемым к технической воде.

По результатам лабораторных и опытно-промышленных работ массовая концентрация сложного вяжущего:
А Ц_м + Ш_и/К_а,
где А массовая концентрация сложного вяжущего, кг/м³;
Ц_м массовая концентрация (минимальная цемента) для активации процесса, кг/м³;
Ш_и массовая концентрация исходного шлака, кг/м³;
К_а коэффициент активации процесса в установке, доли ед.

Прочность закладки зависит от времени твердения, вида и качества компонентов гидросмеси (см. таблицу).

Технические параметры установки: вынужденная сила 2 5 кН, амплитуда колебания трубопровода 1,2 2,0 мм, частота колебаний 6,0 13 Гц, влияние одного возбудителя 200 220 м. На участке каскада давление закладочной смеси в вертикальном ставе уравновешивается сопротивлением движению смеси, давление в закладочном трубопроводе 13 у переходного колена 1,2 1,4 МПа, производительность установки 80 120 м³/ч, скорость движения смеси 1,2 1,6 м/с.

Конструкция трубопровода обеспечивает эффективное транспортирование закладочной смеси за пределами пассивного самотека. Дальность подачи смеси в 15 25 раз превышает высоту вертикального каскада.

Использование данного способа по сравнению с прототипом позволит увеличить прочность закладки, снизить расход цемента за счет изменения физических и химических свойств закладочной смеси ее активацией, а также активации воды, используемой в смеси.

Сущность изобретения: осуществляют виброактивацию компонентом смеси на виброгрохоте, затем дезинтеграторе. Воду перед смешением компонентов активируют электрохимической обработкой. Дополнительно закладочную смесь доизмельчают в вибромельнице и при транспортировке подвергают дополнительной вибрации. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ приготовления закладочной смеси, включающий смешение заполнителя, измельченного вяжущего и активированной жидкости, транспортировку к месту назначения, отличающийся тем, что в процессе измельчения, смешения осуществляют виброактивацию компонентов смеси на виброгрохоте, затем в дезинтеграторе при суммарной линейной встречной скорости 350 450 м/с, а воду перед смешением компонентов активизируют электрохимической обработкой путем осаждения солей и примесей при взаимодействии их с продуктами катодной и анодной реакции и электродиффузии ионов через мембраны. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что закладочную смесь дополнительно доизмельчают в вибромельнице и при транспортировке подвергают дополнительной вибрации вплоть до закладочного хозяйства.