Способ приготовления твердеющих закладочных смесей с периодическим изменением показателей конечного продукта по маркам прочности Советский патент 1990 года по МПК E21F15/00 

Изобретение относится к горному делу и может применяться при подземной разработке месторождений с закладкой выработанного пространства.

Цель изобретения - повышение транспортабельности закладочных смесей.

Способ осуществляют следующим образом.

В зависимости от требуемых значений прочности при заданном значении расхода ишака определяют расходы компонентов вяжущих веществ и наполнителей из расчета превышения их объема в 2,1-3,5 раза над объемом пустот в шлаке.

После установки режима работы дозирующих устройств и питающих приспо- 4 соблений (с допустимой погрешностью 15%) осуществляют запуск мельницы с одновременной загрузкой ее всеми компонентами смеси. С учетом инерционности процесса диспергации шлака перевод мельницы на рабочий режим (перед подачей смеси в трубопровод) производят после ситового анализа продуктов диспергации по двум контрольным ситам с размерами отверстий 0,14 и 0,08 мм. Продукты гелевой составляющей смеси (вяжущие и наполнители) должны характеризоваться полным проходом через

сл

СП

1 -ч

сито №014, а продукты шлака - по сумме остатков на ситах 0,14 и 0,08 в количестве 85-90%, т.е. проходом через сито № 008 10-15%.

С учетом погрешности при дозировке компонентов (±5%) значение соотношения в 2,1 принимается в качестве нижнего предела. При уменьшении этого предела (меньше чем в 2,1 раза) не обеспечивается раздвижение зерен в 2,75 раза для исключения сухого трения между зернами.

Значения верхнего предела также определены экспериментальным путем по условиям заданных темпов набора прочности закладки на ангидритовом вяжущем с заполнителем из гранулированного шлака. Одной из особенностей ангидритового вяжущего является неус- тойчивость его фазового состояния при переходе продуктов гидратации безводного ангидрита в двуводный сернокислый кальций - гипс. Это сопровождается разрушением во времени перво- начально созданного кристаллизационного каркаса: образцы вначале набирают прочность, но к возрасту 6 мес разрушаются.

В таких случаях диспергированные зерна шлака образуют каркас и являются центрами кристаллизации, что способствует стабилизации структуры в процессе твердения материала. Минимальное количество шлака при этом должно равняться количеству ангидрита в смесях с прочностью до 1 0 МПа.

В таблице представлены характеристики и результаты испытаний составов твердеющей закладки при различ- ных содержаниях компонентов вяжущих и заполнителя - гранулированного шлака (по данным промышленных испытаний).

При превышении количества ангид- рита над шлаком от 1,21 до 1,5 раза прочностные свойства закладки не отвечают нормативным требованиям: образцы вначале набирают прочность, но к возрасту 180 сут разваливаются. Поэтому равенство их отношений (в данном случае по 400 кг) или, наоборот, превышение шлака над ангидритом обеспечивает стабильность структуры скелета закладочного массива. Поэто- му в качестве минимального значения принят расход шлака 400 кг.

Тогда по аналогии приведенного выше расчета объем шлака и его пустотность в общем объеме твердых продук-

тов 500 л определяется --- 222 л, из

I ,8

них 46% приходится на пустоты, т.е. 102л и 120лнаабс. плотный шлак.

Тогда отношение других твердых продуктов к пустотности шлака составляет 5004 20

ет Q2 J,//.

С учетом погрешностей дозировки с округлением в меньшую сторону значение 3,5 принимается в качестве верхнего предела. При повышении этого предела ( 3,5) не обеспечивается стабильность структуры центров кристаллизации из-за большой рассеянности зерен шлака и не будут соблюдены требования прочности закладки.

В процессе дальнейшей обработки смеси мелющими телами дозированием подачи воды и наполнителя доводят общую плотность смеси до плотности, равной или превышающей в 1,2 раза плотность шлака до его обработки.

При плотности смеси, меньшей плотности шлака в естественном состоянии (менее 1800 кг/м ), при движении смеси по трубам от действия горизонтальных напряжений сдвига твердая фаза начинает отставать от жидкой фазы, это приводит к разрыву сплошности потока, возникновению явления подсоса атмосферного воздуха и изменения характера движения смеси на пульсаци- онный. На практике это приводит к зарастанию стенок труб с последующей их закупоркой. Кроме того, смеси с плотностью менее 1800 кг/см (см. колонку 7 табл. 1 экспериментальных данных) характеризуются большим во- доотделением под нагрузкой (12% и более) , что приводит к усадке твердеющих массивов и меньшей их несущей способности.

При равенстве плотностей смеси и шлака в процессе ударного воздействия мелющими телами частицы шпака обволакиваются более вязкой суспензией и образуют вместе с ней гомогенную равновесную систему, неустойчивую в состоянии покоя, но более устойчивую при движении со скоростями 2-5 м/с. Водоотделение при этом снижается в 1 ,5 раза. Дальнейшее повышение плотности смеси со шлаком способствуют большей устойчивости гомогенной системы, рднако при плотности выше 2100 кг/м3 смеси становятся

тяжелыми и вязкими (осадок конуса снижается до 10-8 см), а это приводит к увеличению давления смеси в вертикальном ставе труб, требует увеличения скоростей движения; повышается износ труб и ухудшаются условия транспортабельности смеси. Поэтому

превышение плотности смеси в 1,2 раза над плотностью шлака принято в качестве верхнего предела по оптимальным условиям технологичности и экономичности процесса трубопроводного транспорта.

Таким образом,1 обрабатывая шлак мелющими телами до получения фракций минус 0,08 мм до 10-15% получают продукт диспергацчи шлака, характеризующийся по рассеву растянутым диапазоном фракций от +2,5 до -0,08 мм,когда каждая мелкая фракция способна про- - никать в пустоты более крупных фрак- ций. Получая общую суспензию смеси с объемом продуктов вяжущих веществ и. наполнителя (так называемой гелевой части), в 2,1-3,5 раза превышающим объем пустот в шлаке до его обработки, обеспечивают раздвижку зерен шлака в 2,75 раза по отношению к шлаку в абсолютно плотном состоянии и исключают сухое трение между зернами шлака. Осуществляя корректировку расходов наполнителя и воды в процессе дальнейшей обработки в мельнице получают смесь с плотностью, равной или превышающей в 1,2 раза плотность шлака в естественном состоянии, тем самым обеспечивают гомогенную смесь, устойчивую по отношению к расслаива-

ея

15501776

емости. Контроль продуктов разгрузки

мельницы перед подачей смеси в трубопровод осуществляют по взвешиванию мерного сосуда, емкостью 1 л до значений 1,8-2,0 кг/л. Формула изобретения

5

0

5

0

5

Способ приготовления твердеющих закладочных смесей с периодическим изменением показателей конечного продукта по маркам прочности, включающий совместный мокрый помол с образованием суспензии компонентов вяжущих веществ из цемента и ангидрита, наполнителя и заполнителя - гранулированного шлака никелевого производства, и изменение расхода цемента при изменении марки прочности, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью повышения транспортабельности закладочных смесей, гранулированный шлак никелевого производства вводят постоянно в соотношении массовых частей к ангидриту в пределах (1 ,2-1 ,4) :1 .и диспергируют его до образования фракций минус 0,08 мм в количестве 10-15% в суспензии вяжущих и наполнителя, при этом последнюю формируют с объемом твердых продуктов в 2,1-3,5 раз превышающих объем межзерновых пустот в шлаке до его обработки, а при изменении расхода цемента при переходе с одного состава на другой по маркам прочности соответственно изменяют расход наполнителя до получения смеси с объемной плотностью, равной или превышающей в 1,2 раза плотность шлака в естественном состоянии.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений с закладкой выработанного пространства. Цель изобретения - повышение транспортабельности закладочных смесей. Для этого осуществляют мокрый помол с образованием суспензии компонентов вяжущих из цемента и ангидрита, наполнителя и заполнителя - гранулированного шлака никелевого производства. Гранулированный шлак вводят постоянно в соотношении мас. ч. к ангидриту в пределах (1,2-1,4):1. Диспергируют его до образования фракций минус 0,08 мм в количестве 10-15% в суспензии вяжущих и наполнителя. Суспензию формируют с объемом твердых продуктов, в 2,1-3,5 раз превышающим объем межзерновых пустот в шлаке до его отработки. При изменении расхода цемента при переходе с одного состава на другой по маркам прочности соответственно изменяют расход наполнителя до получения смеси с объемной плотностью, равной или превышающей в 1,2 раза плотность шлака в естественном состоянии. 1 табл.