СОСТАВ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ Российский патент 2009 года по МПК E21F15/00 C04B18/14 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства.

Известен состав закладочной смеси, включающий сталеплавильный шлак (после магнитной сепарации с отделением металлических включений - скрапа, зерен), портландцемент, сульфат натрия, пески флотации с модулем крупности 0,71. При этом прочность закладочной смеси в возрасте 180 суток составляет 0,95-1,8 МПа [1].

Недостатком известного состава является низкая прочность закладочной смеси.

Наиболее близким техническим решением является закладочная смесь [2] на вяжущем, содержащая молотый сталелитейный шлак (мартеновский) текущего выхода после магнитной сепарации с отделением металлических включений - скрапа, зерен и активизатор-шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных травильных растворов Магнитогорского калибровочного завода, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлак сталелитейный (мартеновский) текущего выхода90Шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных травильных растворов10

Закладочная смесь данного состава также имеет недостаток - низкую прочность 3,6 МПа, в возрасте 28 суток.

Задачей изобретения является: достижение более высокой прочности, с использованием в составе закладочной смеси общедоступных отходов местной промышленной сырьевой базы. Это достигается тем, что в состав закладочной смеси, включающей сталелитейный шлак и активизатор-шлам, дополнительно вводят горелые породы шахтного отвала, а в качестве активизатора используют шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов.

За счет ввода в качестве активизатора-шлама, полученного в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов и горелой породы шахтного отвала, прочность состава заявляемой смеси превосходит прочность ранее разработанного состава в 3 раза, (заявляемая закладочная смесь в возрасте 28 суток имеет прочность 9,82 МПа). Достоверность прочностных свойств заявляемого состава закладочной смеси представлена актом опытных испытаний ООО «ИЦ СМИК «Кузбасс» (Аттестат аккредитации РОСС RU.9001.21СЛ64). (Приложение 1).

Заявляемый состав закладочной смеси не содержит цемент и представлен следующим содержанием компонентов, мас.%

Шлак сталелитейный (текущего выхода)69-70Горелые породы шахтного отвала22-23Шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов9-7

Для приготовления заявляемой смеси применяются:

Сталелитейный шлак (мартеновский ОАО «НКМК») текущего выхода, химический состав которого в массовых процентах: SiO₂ 12,07; Al₂O₃ 7,7; Fe₂O₃ 21,13; FeO 8,2; MnO 3,7; CaO 36,45; (в т.ч. СаО своб. 0,41); MgO 10,9; TiO₂ 1,06; SO₃ 0,63.

Горелые породы шахтного отвала (шахта Абашевская), химический состав которого в массовых процентах: SiO₂ 68,35; Al₂О₃ 14,5; F₂О₃ 4,99; FeO 0,39; CaO 6,09; MgO 1,35; SO₃ 0,3; К₂О+Н₂О 9,28; средняя плотность 1,8 г/см³; минералогический состав: глинистые сланцы 48%, песчанистые сланцы 27%, песчаники 20%, углистые сланцы 3%, карбонатные породы 2%.

Шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов. При добавлении шлама в количестве <7% прочность получится недостаточной, а >9%, не будет достигнута нужная консистенция

Способ изготовления закладочной смеси заключается в следующем. Шлаки сталелитейного производства текущего выхода (после магнитной сепарации с отделением металлических включений - скрапа, зерен) и горелые породы шахтного отвала размалывают в шаровой мельнице до удельной поверхности 300-320 м²/кг при массовом соотношении 1:0,33 и тщательно перемешивают в сухом виде. Полученную смесь затворяют шламом, полученным в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов с водошламовым отношением 0,34; тщательно перемешивая. Растекаемость полученной смеси с осадкой конуса 16,2 см. Готовую смесь заливают в форму для образцов-кубов со стороной 7,07 см. Образцы выдерживаются в естественных условиях при температуре (20±3)°С и относительной влажности воздуха (95±5)%, ГОСТ 310.4-81*. Испытания проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 310.2, ГОСТ 310.3, ГОСТ 310.4. Прочность в возрасте 28 суток составляет 9,82 МПа.

В результате использования в закладочной смеси вместо природных компонентов техногенных отходов достигли повышения прочностных показателей смеси, значительно увеличив объемы утилизируемых отходов, улучшив экологическую среду региона. Использование доступных местных промышленных сырьевых отходов, предназначенных исключительно для утилизации, находящихся на незначительном расстоянии от закладочных комплексов горнорудных предприятий, не вызывает больших транспортных расходов и существенно снижает себестоимость закладочной смеси.

Источники информации

1. Бронников Д.М. и др. Закладочные работы в шахтах. - Недра, 1989, С.114-115.

2. Воронин К.М. Стабилизация структуры и свойств мартеновского шлака для повышения эффективности его использования в строительстве: Дис. канд. техн. наук. - Магнитогорск: 1997. - 130 с.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Задачей изобретения является: достижение более высокой прочности, с использованием в составе закладочной смеси общедоступных отходов местной промышленной сырьевой базы. Это достигается тем, что в состав закладочной смеси, включающей сталелитейный шлак и активизатор - шлам, дополнительно вводят горелые породы шахтных отвалов, а в качестве активизатора используют шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов.

Состав закладочной смеси для заполнения горных выработок при подземной разработке месторождений полезных ископаемых, включающий сталелитейный шлак текущего выхода и активизатор - шлам, отличающийся тем, что дополнительно содержит горелые породы шахтного отвала, а в качестве активизатора используют шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов, при следующем соотношении, мас.%:

Шлак сталелитейный (текущего выхода)69-70Горелые породы шахтного отвала22-23Шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов9-7