Состав твердеющей смеси Советский патент 1991 года по МПК E21F15/00 

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

Цель изобретения - повышение прочности твердеющей закладки при одноврепенной утилизации жидких отходов производства.

Приготовленная на оборотном растворе после сернокисготного выщелачивания закладочная смесь по сравнению с прототипом при одинаковом расходе цемента набирает в возрасте 28 дней п,)очносгь в

среднем в 2 раза Bbni,ie, Таким оЬразом, используя отходы (тро 1зводсгва в виде оборонных растворов после сернокислотного выаелачиван Я вместо технической воды для затвореьия гко;|)дею1цих смесей, достигается повышение прочности твердеющей закладки и сокращение сроков ввода смежных блоков в эксплуатацию, а также утилизация жидких отходов,

Пример, Для приготовления твердеющей ь 1;ачестве комплексного вяжущего применяется портландцемент М--400 и , мокромолотый доменный гранулированный шлак, в качестве инертных заполнителей

4

1ю Ь

о

СП

50% песчаио-гравийной смеси и 50% дробленой породы отвалов.

Портландцемент М-400 - плотность цемента 3,2 г/см , объемная насыпная масса 1420 кг/м.

Доменный гранулированный шлак имеет модуль основности 0,9, модуль активности 0,34 и согласно классификации, принятой ГОСТ 3476-74, этот шлак относится к кислым шлакам II сорта I группы. Доменный гранулированный шлак подвергается мокрому измельчению в шаровой мельнице с центральной разгрузкой. Выход активных фракций с крупностью менее 0,8 мм составляет 30-35%, отношение Т:Ж 1:0,7, Плотность гранулированного шлака составляет 2.6 г/см , измельченного шлака в шаровой мельнице до крупности кл. -0,08 мм (35%) 2,9 г/см , объемная насыпная масса 1330 кг/м.

Дробленая порода отвалов представлена, в основном, измененными алевролитами и диоритами.

Породу отвалов предварительно до- драбливают до крупности - 10 мм. Плотность дробленой породы 2,74 г/см , объемная насыпная масса 1590 кг/м ,

Гранулометрическая характеристика и удельная поверхность ингредиентов, входящих в состав (прототип и предлагаемый), приведены в табл. 1.

Для затворения смеси использовался оборотный раствор после сернокислотного выщелачивания, солевой состав которого приведен в табл. 2.

Плотность раствора 1,1-1,2 г/см , рН 3-5. При введении вяжущих веществ кислотность раствора изменялась до рН 7-8.

Выполнено пять серий опытов:

Iсерия - применяемый состав на технической воде:

IIсерия - замена технической воды на оборотный раствор после сернокислотного выщелачивания:

IIIсерия - частичная замена технической воды (50%) на оборотный раствор после сернокислотного выщелачивания:

IVсерия - замена технической воды на оборотный раствор и снижение расхода портландцемента на 50%:

Vсерия - с добавкой сернокислотного железа в количестве, содержащемся в оборотных растворах.

Количество образцов в каждом опыте 10 штук.

Составы исследуемых твердеющих смесей и результаты их испытаний приведены в табл. 3,

Из табл, 3 видно, что применение для затворения смеси вместо технической воды оборотного раствора после сернокислотного выщелачивания позволяет увеличить

прочность твердеющей закладки в 28-дневном возрасте более чем в 2 раза (опыты I и II серии). Кроме того, при использовании дифференцированной по прочности закладки (более прочной закладкой заполняются

только днища камер) получение требуемой для верха камер прочности закладки 2,0-3.0 МПа возможно при снижении расхода цемента до 30-20 кг/м соответственно (опыты серии IV).

Содержание остальных компонентов в

составе смеси установлено на основании многочисленных опытов по исследованию составов.

Снижение расхода вяжущего (цемент +

измельченный гранулированный шлак менее 480 кг/см приводит к снижению прочности закладки и увеличению предельного напряжения сдвига до предельных значений (смесь становится нетранспортабельной

по трубопроводу). Увеличение расхода комплексного вяжущего экономически нецелесообразно.

Содержание инертного заполнителя и его гранулометрический состав также установлены результатом многочисленных экспериментов.

Предлагается следующий состав закла дочной смеси, мас.%: портландцемент - 1- 4: гранулированный молотый шлак - 21-22:

оборотный раствор после сернокислотного выщелачивания - 17: инертный заполнитель - остальное.

40

Формула изобретения

Состав твердеющей смеси, содержащий цемент, молотый гранулированный шлак, инертный заполнитель и вОду затворения, отличающийся тем, что. с целью

повышения прочности твердеющей закладки при одновременной утилизации жидких отходов производства, в качестве воды затворения используют оборотный раствор после сернокислотного выщелачивания металлов из алюмосиликатных полиметаллических руд при следующем соотношении, мас.%: портландцемент М-400-1-4:молотый гранулированный шлак - 21-22: оборотный раствор сернокислотного выщелачивания металлов из алю.мосиликатных полиметаллических руд - 17: инертный заполнитель - остальное.

та

гг S q Ю (П

I

l ll / F f, J

Hl/iRr

;;: in .,9

i ii,- 1 . -

исСоетяни -относится к горной промети и 11,f) 1-|С;1ол,зоваьп при подземной раз раЬотке ме :т оро ; ден ий тюлезных ископ.,е,-. ь;х системами .-. закладкой вырабо- ганниго пространства Цель - повыщение iipo4iiOi. ii гвердеющей закладки при одно- ,e,il.oи у-,-млизации ,х отходов про изводе I в а, Состав твepдeюu eй смеси включает цемент, молотый рамули|. и::.й шлак, инертный заполнитель и воду зэ гворения, В качестве BOALI затворен1 .я используют оборотный раствор сернокислотного вы1иелачивания металлов из алюмо- си/1икатнь.1х полиметаллических руд. Состав содержит указанные компоненты в следую тем соотнои ении, мае %: портлан-:дцемент М-400 - 1 , молотый гранулированный шлак 21 оборотный раствор сернскпс- логного выщелачивания мегалло,ч ii, . Тлюмо- силикатных полиметяллическил туд 17; ,1нертнь1й гаполнигель - остальное Для приготовления смеси доменный граиулиро в н н ы :-1 Ml лак IV е i а л л у р г и ч е с к и л п о о и з - еодств подвергают мокрому иг.мельчению. В качестве р-.нертного ,н1гге,пя исгтоль- зуют породу отвалои, которую додраПлива- ют до крупности 10 мм. Производят смеш1 ,вание всех компонентов с оборотным раствором после сернокисло; ного выщелачивания алюмосиликатных полиметаллических руд, 3 табл. (Л с