CC BY
11
ГЕОТЕХНОЛОГИЯ
УДК 504.55.054:662 (470.6)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕАКТИВНЫХ КОМПОНЕНТ В СОСТАВЕ
ЗАКЛАДОЧНЫХ СМЕСЕЙ
Н.И.Абрамкин, Л.В.Лукиенко, А.А.Подколзин, С.Н. Михальченко
Описан опыт применения неактивных компонент твердеющих закладочных смесей при подземной разработке рудных месторождений сложной морфологии камерными системами, в том числе при отработке приповерхностных рудных тел с закладкой технологических пустот смесями на основе песчано-глинистых инертных материалов. Детализирован механизм набора прочности твердеющих смесей из некондиционного глиносодержащего сырья. Приведена модель определения эффективности утилизации неактивных компонент.
Ключевые слова: неактивные компоненты, твердеющая смесь, разработка месторождений, песчано-глинистый материал.
Введение
Необходимость увеличения объема добычи минеральных ресурсов по демографическим причинам, добыча менее богатых руд в более сложных условиях повышают престиж технологий с погашением выработанного пространства бетонными смесями [1-4].
В настоящее время потребности в материалах требуют радикального увеличения сырьевой базы для приготовления твердеющих смесей.
На горных предприятиях пытаются реализовать возможность использования в составе твердеющих смесей отходов, в том числе пустые породы, хвосты обогащения,металлургии и сопутствующих производств, хранение которых к тому же причиняет ущерб окружающей природной среде.
Оптимизация требований к свойствам твердеющей закладки по геомеханическим критериям позволяет расширить ассортимент исходных материалов для приготовления твердеющих смесей за счет глинистых песков, суглинков, хвостов обогащения, добываемых попутно пород и т.д. [5-8].
Целью настоящего исследования является систематизация пионерного опыта использования неактивных компонент твердеющих закладочных смесей с детализацией механизма набора прочности твердеющих смесей из некондиционного глиносодержащего сырья.
Твердеющие смеси на основе неактивных материалов обладают малой прочностью, причиной чего является применение мелкого заполнителя с большой суммарной поверхностью зерен. Такие смеси требуют повышенного расхода вяжущего и нуждаются в повышении активности компонент технологическими методами [9 - 12]. Добавление измельченногодо тонкости 30 % выхода класса - 0,08 мм гранулированного шлака компенсирует дефицит цемента, но использование таких материалов предъявляет особые требования к технологии приготовления, транспортированию и размещению смесей.
В качестве малоактивных заполнителейприменяют пески, суглинки и другие рыхлые отложения, а в качестве вяжущих - доменные шлаки, ан-гидрито -гидравлические и другие вещества, комбинируя их друг с другом.
Схема приготовления твердеющих смесей с использованием хвостов производства дана на рис. 1.
Результат
Бедная руда
Пустая порода
+ 15 мм
грохочение
- 15 мм
Дробление II стадия
грохочение
Вода
Приготовление твердеющей смеси
Транспорт в шахту по трубопроводу
Рис. 1. Схема приготовления твердеющих смесей
По величине полного остатка на сите с размером отверстия 0,63 мм пески относят ккрупным, средней крупности и мелким. Средний размер зерен песка - 0,9...1,1 мм, удельная поверхность - 26 - 30 м /кг (табл. 1).
Таблица 1
Состав песчано-глинистого материала
Класс, мм Полный остаток на сите, %
Месторождение 1 Месторождение 2 Месторождение 3
+20 2,8 3,5 -
+10 10,7 4,0 3,8
+5 21,9 4,0 12,3
+2,5 30,8 6,5 20,2
+1,25 43,2 18,5 26,0
+0,63 53,6 24,5 31,2
+0,31 90,6 34,0 93,5
+0,14 97,2 5,0 93,7
Малоактивные пески без обработки для изготовления бетонов нужного качества малопригодны. Их месторождения чаще всего приурочены к отложениям рек. Мощность продуктивной толщи не превышает первых десятков метров, а мощность вскрыши редко превышает 10 м. Содержание гравия в песках достигает 10.20 и более процентов. Примеси глины, ила и пыли изменяются в широких пределах, в качестве средней величины можно принять 20 %. Модуль крупности чаще всего 1,5.3.
Классы крупностью до 1,845 мм с удельной поверхностью 28,4 м /кг относят к группе мелкого песка, классы крупностью до 2,18 мм с удельной поверхность 27,7 м2/кг - к группе среднего песка, но по полному остатку на сите с сеткой + 0,63 (19,5 %) ниже критерия (30.45 %).
На рудниках, применяющих для заполнения технологических пустот бетонные смеси или твердеющую закладку, используют пески с модулем крупности Мк = 0,3.0,4 и содержанием глины около 30.40 %. Глина в песке образует негабаритные комки, которые зависают в бункерах и теч-ках.Неравномерная подача материалов в приемные бункера, трудность контроля и корректировки расхода материалов нарушают заданное соотношение песка и воды при изготовлении закладочной смеси, которое нередко доходит до 1,85: 1 при нормативе 3,5: 1.
Глинистые включения ухудшают качество искусственных массивов. Поэтому при увеличении количества глины более 20 % пески комбинируют с другими материалами для обеспечения сохранности массива и участка земной поверхности над ним.
В составе песков нередки включения рыхлых отложений с характеристикой: влажность - 5.. .15 %, содержание отмучиваемых частиц до 80 %, плотность - 2.2,6 т/м3.
В пределах отводов горных предприятий локализованы месторождения суглинков с модулем крупности М = 0,2.0,4, содержанием до 30. 80 % глинистых и пылеватых частиц, а на отдельных участках - включающих органические примеси.
Пески низкого качества обладают высоким водопотреблением, что снижает прочность твердеющей закладки. В то же время они содержат кремнезем (60.90 %) и другие окислы, которые при взаимодействии с вяжущим образуют прочные соединения. В рыхлых отложениях преобладают кристаллический кварц (50.80 %)и гидроокислы с каолинитом (10.40 %), входящие в состав глинистого вещества. Органические примеси нередко представлены обломками бурого угля (до 5 %).
Прочность твердеющей закладки с инертными суглинками может быть сравнима с составами на базе качественных песков. Это достигается при реализации потенциальных возможностей доменного шлака с тонкостью помола 50.60 % выхода частиц - 0,074 мм. Максимальная прочность такой смеси при расходе шлака 400 кг/м достигает 10 МПа.
Реакция гидратации первоначально происходит на поверхности частиц цемента. Чем меньше частицы, тем быстрее и полнее они гидратиру-ют. Более крупные частицы гидратируют длительное время с увеличением прочности закладки в присутствии свободной воды. При твердении закладочная смесь уплотняется, а количество воды в ней уменьшается тем быстрее, чем выше ее флотационные свойства или ниже водоудерживаю-щая способность.
С изменением количества воды изменяется интенсивность роста прочности закладки, так как вяжущие компоненты, находящиеся в глубине шлака, не вступают в реакцию гидратации из-за их обезвоживания. С повышением дисперсности заполнителя прочность закладки снижается за счет уменьшения количества вяжущего, приходящегося на удельную поверхность частиц заполнителя, но при этом повышается его водоудержи-вающая способность, что благоприятно отражается на гидратации крупных частиц вяжущего. Итоговая прочность закладки при различной крупности заполнителя почти не изменяется. Коэффициент фильтрации такого закладочного массива 0,003.0,017 см/с.
Песчано-глинистые смеси усложняют работу трубопроводного транспорта, так как при остановках смесь в трубопроводе затвердевает. При сроках схватывания, превышающих 2. 3 суток, уменьшается интенсивность закладки камер и увеличивается вероятность разрушения изолирующих перемычек. С увеличением воды в твердеющей закладочной смеси с 300 до 600 л сроки схватывания увеличиваются с 25 до 50 ч при
33
расходе шлака 400 кг/м и с 24 до 76 ч при расходе шлака 250 кг/м .
Максимальной прочности закладка достигает по истечении 6 месяцев при составах из расчета на 1 м смеси: 400 кг шлака и 360.400 л воды (водоцементное отношение В/Ц 0,9.1,1). Такое же водоцементное отношение расхода шлака 250 кг/м .
При неизменном расходе вяжущего увеличение или уменьшение водоцементного отношения изменяет прочность твердеющей закладки. При транспортировании готовой смеси по трубопроводу в воде растворяются неустойчивые химические соединения. Чем выше дисперсность вяжущего, тем быстрее и полнее происходит насыщение ими воды. После укладки закладочной смеси часть растворенных соединений уносится отфильтрованной водой и теряется, что характерно для смесей с цементным вяжущим, а прочность при водоцементном отношении до 1,1.1,2 уменьшается в 2 и более раза.
Первоначально химические соединения растворяются с поверхности частиц вяжущего. Новые порции этих соединений растворяются и выносятся уже с глубины более крупных частиц, что требует наличия дополнительной воды в твердеющей закладочной смеси и времени. Поэтому в смесях с грубым мокрым помолом вяжущего сроки схватывания и набора прочности увеличиваются, зато теряется меньше вяжущих компонентов. Для обеспечения полноты растворения и гидратации вяжущих компонентов крупных частиц шлака необходима свободная вода. Поэтому при трубопроводном транспорте закладочных смесей тонкость измельчения вяжущего ограничивают.
После укладки твердеющей закладочной смеси в камере ее твердые частицы уплотняются. В процессе твердения часть воды связывается, а часть испаряется. С изменением количества воды в искусственном массиве изменяется и интенсивность прироста его прочности. Для стабилизации прочности смесей на шлаковом вяжущем определяют оптимальную тонкость помола, которая составляет 50.60 % крупности 0,074 мм.
При изготовлении твердеющих смесей с цементным вяжущим используют заполнители с содержанием глин в количестве: бетонита (монтмориллонита) до 20 %, каолина до 30 %, гидрослюдистой глины до 60 % от массы заполнителя. Оптимальной является добавка бетонита в количестве 15 %, каолина 10. 15 % и гидрослюдистой глины 20 % от массы заполнителя.
Для цементно-шлаковых вяжущих низкой активности использование заполнителей, содержащих мономинеральные глины (бентонитовые, каолинитовые, гидрослюдистые), нецелесообразно. Предельно допустимое содержание полиминеральных глин - 50 %, оптимальное - 20 % от массы заполнителя. При гипсовшлаковых вяжущих низкой активности заполнители на основе мономинеральных глин не применяют.
Для удаления глины песок промывают, что является трудоемкой и дорогостоящей операцией. Применяют активизирующие добавки, позво-
ляющие повысить прочность твердеющей закладки и без промывки инертных компонент. На прочность смесей с глиной положительно влияет добавление 5.15 % гипса от массы шлака. Максимально увеличивает прочность добавка 15 % гипса, причем дальнейшая добавка гипса снижает прочность.
Свойства песчано-глинистых смесей определяют надежность изоляции закладываемых технологических пустот. Перед закладкой камеру изолируют перемычками. В перемычках делают несколько окон. Со стороны движения закладочной смеси окно закрывают прозрачным элементом, например, пластиной из бесцветного стекла толщиной 8.12 мм. Камеру закладывают твердеющей смесью до уровня, при котором создается гидростатическое давление, сравнимое с прочностью перемычки. В подаче смеси делают технологический перерыв, чтобы смесь схватилась, а напор от вновь подаваемых порций смеси на перемычку снизился. Через смотровые окна состояние закладочной камеры контролируют, например, по цвету закладки. Так, при увеличении количества вяжущего до 400 кг/м шлаковая смесь интенсивно синеет - длительность перерыва сокращается до 15. 20 ч, с уменьшением вяжущего до 250 кг/м смесь синеет значительно позже, через 5. 7 суток. Длительность перерыва увеличивается на этот срок.
На руднике Шокпак в Северном Казахстане применяли смеси из карагандинских доменных шлаков кислого состава (II сорта I группы), мелких и очень мелких песков с содержанием глинистых и отмучиваемых до 50 %, с остатком на сите 5 мм - 15% по объему, а также суглинков с содержанием отмучиваемых до 80 %. Оптимальная композиция 1 м смеси включала, кг: цемент - 30, шлак - 220.300, песок - 1500, вода - 380. Прочность контрольных кубиков в возрасте 28 дней составляла 0,5.1 МПа, в возрасте 90 дней увеличиваясь на 15.30 %.
Месторождение было сложено залежами небольших размеров тру-бообразной формы со сложной морфологией. Залежи объединяли участки неправильной формы, разделенные породами и забалансовыми рудами. Длина залежей достигала100.150 м, а отдельных ветвей и апофиз до 10.50 м. Мощность рудной зоны составляла 30.50 м, средняя мощность рудных тел - 6 м, коэффициент рудоносности - 0,4.0.5, глубина залегания от поверхности - 40. 250 м.
Залежи представляли собой серию жилообразных рудных тел длиной до 100 м. Угол падения - 20.30°, средняя мощность - 42 м, коэффициент рудоносности - 0,23. Глубина залегания от поверхности 50.500 м. Система разработки - камерная с отбойкой руд из подэтажных выработок с последующей закладкой, изготовленной на комплексе производительностью 100 м /ч.
В качестве инертной компоненты применяли местный песок (табл.2).
Таблица 2
Гранулометрический состав песка, %
Остаток на сите, мм
20 5 1,25 0,315 -0,14 1,0 8,0 19,5 25,0
10 2,5 0,63 0,14 2,0 2,5 14,5 18,5 9,0
Твердеющая закладка в возрасте 28 дней набирала прочность до 1 МПа. Такая прочность обеспечивала устойчивость вертикальных обнажений искусственного массива на площади до 150 м размером 10*15 м. В год погашали до 100 тыс. м технологических пустот. Расход цемента на приготовление твердеющей смеси был сокращен со 180 до 30 кг/ , а стоимость 1 м закладки по сравнению с базовой снижена почти в 2 раза. В местах образования днищ и сопряжений с подходными выработками прочность закладки повышали до1,5 МПа.
Практика применения песчано-глинистых смесей при отработке сложной в геомеханическом отношении приповерхностной части в разрушенных, выветренных породах свидетельствует о возможности разработки сложноструктурных месторождений с закладкой на основе малоактивных сырьевых ресурсов при корректировке комплекса технологических процессов [13-16].
Запорожский железорудный комбинат отрабатывал месторождение, представленное крутопадающим рудным телом мощностью от 4 до 115 м. Коэффициент крепости руды 4.8, вмещающих железистых кварцитов 8.12, сланцев - 5.10. Рудная залежь покрыта 300-метровой толщей осадочных пород, к которым приурочены водоносные горизонты с притоком воды до 3000 м /ч.
Система разработки - камерная с параметрами: высота 70 м, ширина 15 м, длина 50 м. Закладочная смесь состояла (на 1 м ) из: глинистого песка 1250.1300 кг, доменного гранулированного шлака 350.4000 кг, воды около 400 л. Степень помола шлака - 50.60 % фракции - 0,074 мм. При сооружении искусственных днищ в смесь добавляли 50 кг/ м цемента.
В песке содержалось до 25.40 % каолинитовых глин в комковатом состоянии. В процессе приготовления крупные куски глины отделяли от песка на специальном грохоте. Каолинитовые глины снижали прочность закладочного массива на 20.30 % при количестве более 15. 20 % от объема заполнителя. Фактическая прочность закладки в камерах составляла 4.7 МПа. Закладочный массив такой прочности обеспечивал устойчивость вертикальных обнажений на площади до 3000 м .
При отработке месторождения рудника имени Коминтерна в Кривом Роге понижение горных работ и повышение давления сопровождались
обрушением потолочин и разрушением целиков. До четверти запасов отработано камерными системами с подэтажной отбойкой и закладкой выработанного пространства твердеющими смесями.
Закладочная смесь состояла (на 1 м ): из глинистого песка 1200 кг, гранулированного доменного шлака КМЗ 400 и воды 400 л. Куски глины отделяли на грохотной решетке и направляли в глинорастворитель, откуда глиняный раствор поступал в смеситель. Прочность искусственного массива составляла 4.8 МПа, что обеспечивало его устойчивость при вертикальных обнажениях по истечении 6.8 месяцев.
На рудниках подземной добычи неактивные компоненты смесей комбинируют с отходами собственного производства (табл. 3).
Песчано-глинистые материалы из карьеров доставляют на закладочные комплексы автотранспортом и перемещают к виброгрохотам скрепером или бульдозером. Грохочение может следовать за приемными бункерами, откуда материалы питателями или конвейерами доставляют в промежуточные бункеры через дозаторы. После дозировки смесь поступает в смеситель, где смешивается с пульпой из шаровой мельницы. В смеситель подается также вода в количестве, достаточном для работы мельницы по мокрой схеме (рис.2).
Рис.2.Схема активации твердеющих смесей: 1 - бункер цемента; 2 - виброгрохот; 3 - доменный шлак; 4 - дезинтегратор; 5 - активированная вода; 6 - вибромельница; 7 - конвейер; 9 - смеситель; 8 - закладочный трубопровод; 9 - вибраторы;
10 - очистная камера
Таблица 3
Состав комбинированных смесей, кг/м
Цемент Гран-шлак Зола ТЭЦ Суглинки, пески ПГС Кварциты дробленые Граниты дробленые Высевки щебня
60 390 - - 1275 - - -
60 390 - - - 1260 - -
60 390 - - - - - 1295
140 - - 260 - 1150 - -
140 - 360 - - 1240 - -
140 - - 260 - - 1115 -
Прибыль от утилизации использования малоактивных материалов для приготовления твердеющих смесей описывается экономико-математической моделью:
П = \_Цт - Зд +(СВТ -СВУ ) + (СИТ -СИУ )]А ,
где ЦТ- цена 1т товарной руды, руб. /т; ЗД - затраты на добычу руды, руб./т; сВТ - стоимость товарного вяжущего, руб./т; сВУ - стоимость утилизированного вяжущего, руб./т; сИТ - стоимость товарного инертного заполнителя, руб./т; сИУ - стоимость утилизированного инертного заполнителя, руб./т; А - производственная мощность горного предприятия, т.
Рассмотренные в исследовании аспекты корреспондируют с работами специалистов данного направления горного производства [17-21].
Заключение
При определенных условиях с учетом особенностей механизма набора прочности твердеющих смесейдля погашения технологических пустот при подземной разработке месторождений полезных ископаемых камерными системами использование составов на основе песчано-глинистых инертных заполнителей и вяжущих из отходов собственного и смежных производств может обеспечить прибыль.
Список литературы
1. Голик В.И., Комащенко В.И. Отходы обогащения железистых кварцитов как сырье для доизвлечения металлов и использования в качестве закладочных смесей // Горный журнал. 2017. № 3. С. 43-47. Б01 10.17580/07И.2017.03.08.
2. Голик В.И., Лукьянов В.Г., Хашева З.М. Обоснование возможности и целесообразности использования хвостов обогащения руд для изго-
товления твердеющих смесей // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2015. Т. 326. № 5. С. 6-14.
3. Абрамкин Н.И., Мирошниченко К.С., Дородний А.В. Обоснование рациональных способов утилизации и обезвреживания твердых бытовых отходов при перспективном использовании геотехнологических методов // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2018. № 1. С. 83-91.
4. Минимизация влияния горного производства на окружающую среду / В.И. Голик, Ю.В. Дмитрак, О.З. Габараев, Х.Х. Кожиев // Экология и промышленность России. 2018. Т. 22. № 6. С. 26-29.
5. The provision of development conversion perspectives into undeground one for russian iron ore deposits development / V.I. Golik [and others] // The Social Sciences (Pakistan). 2016. Т. 11. № 18.С. 4348-4351.
6. The concept of creating perspective technological paradigm of formation (development) of the underground space on the basis of the leading development of new approaches in construction geotechnology and geotechnics. Premises and basic provisions (part 1) / V. V. Aksenov, A. A. Khoreshok, V. U. Beglyakov, A. B. Efremenkov // ISPCIET 2019. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 656 (2019) 012004. IOPPublishing.
7. Повышениеэкономическойэффективностигорнодобываю-щихпредприятийзасчетвовлечениявэксплуатациютехногенныхгеоресурсов / С.Е. Гавришев, С.Н. Корнилов, И.А. Пыталев, И.В. Гапонова // Гор-ныйжурнал. 2017. № 12. С. 46-51.
8. Перспективы применения и оценка параметров энергоэффективных геотехнологий при комплексном освоении месторождений. / М.В. Рыльникова, К.И. Струков, В.В. Олизаренко, И.С. Туркин // Горный журнал. 2017. № 11. С. 71-76.
9.Klyuev R., Bosikov I., Gavrina O., Madaeva M., Sokolov A. Improving the energy efficiency of technological equipment at mining enterprises. In: Murgul V., Pukhkal V. (eds) International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies EMMFT 2019 // Advances in Intelligent Systems and Computing. V. 1258. Рp. 262-271, Springer, Cham.
10.Ляшенко В.И. Природоохранные технологии освоения сложноструктурных месторождений полезных ископаемых//ФГУП «ГИПРОЦВЕТМЕТ». Маркшейдерскийвестник. 2015. № 1. C.10-15.
11. Sheshpari M. A. Review of Underground Mine Backfilling Methods with Emphasis on Cemented Paste Backfill // Electronic Journal of Geotechnical Engineering. 2015. V. 20. № 13. P. 5183-5208.
12. Jarvie-Eggart M. E. Responsible Mining: Case Studies in Managing Social & Environmental Risks in the Developed World. Englewood, Colorado: Society for Mining, Metallurgy and Exploration, 2015. 804 р.
13. ГоликВ.И., РазореновЮ.И., КаргиновК.Г. Основаустойчивого-развитияРСО - Алания - горнодобывающаяотрасль // Устойчивоеразви-тиегорныхтерриторий. 2017. Т. 9. № 2 (32). С. 163-171.
14. Повышение эффективности взрывной отбойки на основе новых способов инициирования скважинных зарядов на карьерах/ В.И.Комащенко, В.И.Голик, В.А.Белин, А.Л.Гапоненко // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2014. № 9. С. 293-304.
15. Бурмистров К.В., Осинцев Н.А. Принципы устойчивого развития горнотехнических систем в переходные периоды // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020. Т. 331. № 4. 179-195.
16. Молев М.Д., Занина И.А. Методология формирования системы эколого-экономического мониторинга на уровне субъектов Федерации // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2015. № 3. С. 285-289.
17. Обеспечение безопасной эксплуатации и оценка состояния подземных сооружений методом акустико-резонансной дефектоскопии/ Б.Месхи, М.Плешко, Ю.Булыгин, Л.Алексеенко, М.Молев. 2017. Серия конференций IOP: Наука о Земле и окружающей среде. 90 (1), 012217.
18. Разоренов Ю.И., Белодедов А.А., Шмаленюк С.А. Определение потерь и разубоживания при разработке месторождений полезных ископаемых // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2009. №9. С. 47-50.
19. Integrated instrumental monitoring of hazardous geological processes under the Kazbek volcanic center / V.B. Zaalishvili, D.A. Melkov, B.V. Dze-ranov, F.S. Morozov, G.E. Tuaev // (2018) International Journal of GEOMATE, 15 (47).P. 158-163.
20. Геомеханические и аэрогазодинамические последствия подработки территорий горных отводов шахт Восточного Донбасса/ Н.М. Качу-рин, Г.В. Стась, Т.В. Корчагина, М.В. Змеев// Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2017. Вып. 1. С. 170-182.
21. Устройство для приема информации по телефонным лини-ям:пат. 2013879 C1 РФ.№ 5062344/09; заявл. 30.05.1994;опубл. 16.09.1992.
22. Дмитрак Ю.В., Голик В.И., Вернигор В.В. Геомеханические предпосылки сохранения устойчивости выработок при разработке водо-обильных месторождений // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2018. Вып. 1. С. 218-229.
Абрамкин Николай Иванович, д-р техн. наук, проф. galina stas@mail.ru, Россия, Москва, Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС»,
Лукиенко Леонид Викторович, д-р техн. наук, зав. кафедрой, galina_stas@,mail.ru, Россия, Тула, Тульский педагогический университет им. Л.Н. Толстого,
Подколзин Анатолий Алексеевич, д-р техн. наук, проф.,galina_stas@,mail.ru, Россия,Новомосковск, Новомосковский институт Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева,
Михальченко Сергей Николаевич, асп., aspirant_tsu@,mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
USE OF INACTIVE COMPONENTS IN THE COMPOSITION OF BASED MIXTURES N.I. Abramkin, L. V. Lukienko, A.A. Podkolzin, S.N. Mikhalchenko
The experience of using inactive components of hardening filling mixtures in underground mining of ore deposits of complex morphology by chamber systems, including when mining near-surface ore bodies with filling technological voids with mixtures based on sandy-clay inert materials, is described. The mechanism of strength gain of hardening mixtures from substandard clay-containing raw materials is detailed. A model for determining the efficiency of utilization of inactive components is presented.
Key words: inactive components, hardening mixture, development of deposits, sandy-clay material.
Abramkin Nikolay Ivanovich, doctor of technical science, prof., ga-lina_stas@mail.ru, Russia, Moscow, national Research Technological University (NRTU) "MISiS»,
Leonid lukienko, doctor of technical science, head of the Department, ga-lina_stas@mail. ru, Tula, Russia, Tula state pedagogical University named after L. N. Tol-stogo,
Podkolzin Anatoly Anatolyevich, doctor of technical science, prof., ga-lina_stas@mail.ru, Russia, Novomoskovsk, Novomoskovsk Institute of the Russian Mendeleev University of chemical technology,
MikhalchenkoSergey Nikolaevich, post-graduate student, aspirant_tsu@mail.ru, Russia, Tula, Tula state University
Reference
1. Golik V. I., Komashchenko V. I. Waste of ferruginous quartzite enrichment as a raw material for metal recovery and use in the quality of filling mixtures. Gorny Zhurnal. 2017. no. 3. Pp. 43-47. DOI 10.17580/GZH. 2017. 03. 08.
2. Golik V. I., Lukyanov V. G., Khasheva Z. M. Justification of the possibility and feasibility of using ore dressing tailings for the manufacture of hardening mixtures // Proceedings of Tomsk Polytechnic University. Engineering of geo-resources. 2015. Vol. 326. No. 5. Pp. 6-14.
3. Abramkin N. I., Miroshnichenko K. S., Dorodny A.V. Justification of rational methods of utilization and neutralization of solid household waste in the perspective use of
geotechnological methods // Mining information and analytical Bulletin (scientific and technical journal). 2018. No. 1. Pp. 83-91.
4. Minimization of the impact of mining production on the environment / V. I. Golik, Yu. V. Dmitrak, O. Z. Gabaraev, Kh. Kh. Kojiev // Ecology and industry in Russia. 2018. Vol. 22. No. 6. Pp. 26-29.
5. The provision of development conversion perspectives into undeground one for russian iron ore deposits development / V.I. Golik [and others] // The Social Sciences (Pakistan). 2016. Vol. 11. No. 18. Pp. 4348-4351.
6. The concept of creating perspective technological paradigm of for-mation (development) of the underground space on the basis of the leading de-velopment of new approaches in construction geotechnology and geotechnics. Premises and basic provisions (part 1) / V. V. Aksenov, A. A. Khoreshok, V. U. Beglyakov, A. B. Efremenkov // ISPCIET 2019. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 656 (2019) 012004. IOP Publishing.
7. Improving the economic efficiency of mining enterprises by involving technogenic georesources in operation / S. E. Gavrishev, S. N. Kornilov, I. A. Pytalev, I. V. Gaponova / / Mining journal. 2017. No. 12. Pp. 46-51.
8. Prospects of application and evaluation of parameters of energy-efficient geotech-nologies in complex development of deposits. / M. V. Rylnikova, K. I. Strukov, V. V. Oliz-arenko, I. S. Turkin // Mining journal. 2017. No. 11. Pp. 71-76.
9. Klyuev R., Bosikov I., Gavrina O., Madaeva M., Sokolov A. Improving the energy efficiency of technological equipment at mining enterprises. In: Murgul V., Pukhkal V. (eds) International Scientific Conference Energy Management of Municipal Facilities and Sustainable Energy Technologies EMMFT 2019 // Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 1258, pp. 262-271, Springer, Cham.
10. Lyashenko V. I. Environmental technologies for the development of complex-structured mineral deposits / / Federal state unitary enterprise "GIPROTSVETMET". Surveyor's Bulletin. 2015. № 1 C.10-15.
11. Sheshpari M. A. Review of Underground Mine Backfilling Methods with Emphasis on Cemented Paste Backfill // Electronic Journal of Geotechnical Engineering. 2015. Vol. 20. No. 13. P. 5183-5208.
12. Jarvie-Eggart M. E. Responsible Mining: Case Studies in Managing Social & Environmental Risks in the Developed World. Englewood, Colorado: Society for Mining, Metallurgy and Exploration, 2015. 804 p.
13. Golik V. I., Razorenov Yu. I., karginov K. G. Basis of sustainable development of the RSO-Alania-mining industry // Sustainable development of mountain territories. 2017. Vol. 9. No. 2 (32). Pp. 163-171.
14. Komashchenko V. I., Golik V. I., Belin V. A., Gaponenko A. L. improving the efficiency of explosive rebounding based on new methods of initiating borehole charges in quarries // Mining information and analytical Bulletin (scientific and technical journal). 2014. No. 9. Pp. 293-304
15. Burmistrov K. V., Osintsev N. A. Principles of sustainable development of mining systems in transition periods // Proceedings of Tomsk Polytechnic University. Engineering of geo-resources. 2020. Vol. 331. no. 4. 179-195.
16. Molev M. D., Zanina I. A. Methodology of formation of the system of ecological and economic monitoring at the level of subjects of the Federation / / Mining information and analytical Bulletin (scientific and technical journal). 2015. No. 3. Pp. 285-289
17. Meskhi B., Pleshko M., Bulygin Yu., Alekseenko L., Molev M. Ensuring safe operation and assessing the condition of underground structures by acoustic-resonance flaw detection. 2017. IOP conference series: Earth and environmental Science. 90 (1), 012217.
18. Razorenov Yu. I., Belodedov A. A., Shmalenyuk S. A. Determination of losses and dilution in the development of mineral deposits / / Mining information and analytical Bulletin (scientific and technical journal). 2009. No. 9. S. 47-50.
19. Integrated instrumental monitoring of hazardous geological process-es under the Kazbek volcanic center / Zaalishvili V. B., Melkov D. A., Dzeranov B. V., F. S. Morozov, E. G. Tuaev // (2018) of the International Journal of GEO-MATE, 15 (47). P. 158-163.
20. Geomechanical and aerogasodynamic consequences of mining territories development in the Eastern Donbass mines / N. M. Kachurin, G. V. Stas, T. V. Korchagina, M. V. Zmeev // Proceedings of the Tula state University. earth science. Issue 1. 2017. Pp. 170-182
.21. Device for receiving information via telephone lines: Pat. 2013879 C1 of the Russian Federation.No. 5062344/09; declared on 30.05.1994; published on 16.09.1992.
22. Dmitrak Yu. V., Golik V. I., Vernigor V. V. Geomechanical prerequisites for maintaining the stability of workings in the development of water-rich deposits // Proceedings of the Tula state University. earth science. 2018. Issue 1.Pp. 218-229.
УДК622.013.364.2:519.72
ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩИХ РОССЫПЕЙ
В.М. Аленичев
Инновационная направленность технологических предложений для обеспечения ресурсосбережения на россыпи заключается в формировании эксплуатационной мощности продуктивного пласта с учетом толщины предохранительного слоя и глубины зачистки плотика, а также включения в отработку приконтактовой зоны при вертикальных и наклонных контурах залежей, добыча и переработка горной массы из которых обеспечивают безубыточную работу золотодобывающего предприятия.
Ключевые слова: потери, условие безубыточности, геоданные, поверхности изосодержания, кровля пласта, плотик, подошва, добычной и вскрышной уступы, западины.
Ключевым направлением социально-экономического развития Российской Федерации - рациональное освоение ресурсов недр. Одним из основных показателей рационального использования недр является полнота извлечения запасов месторождений, адекватная в большинстве случаев допустимым потерям полезного ископаемого. В последние годы в связи с изменением структуры управления государственными органами исполнительной власти значительно ослаблены функции по управлению и особенно контролю за состоянием и использованием минерально-сырьевой базы. Государство как собственник недр заинтересовано в максимальном их использовании, а недропользователь как арендатор недр ориентирован на получение достаточно высокой прибыли, исключительно чувствительной к изменению цены на товарную продукцию. Гармонизация
