CC BY
24
семинар 18 :::::
ЩклЩ НА СИМПОЗИУМЕ "неделя ; ї орняк а
2000"
МОСКВА, МГГУ, 31 января - 4 февраля 2000 года
н
^ Е.В. Кузьмин, О. И. Савич, 2000
УДК 622.273.2:552.53
Е.В. Кузьмин, О. И. Савич ПОДГОТОВКА ВЯЖУЩЕГО НА ОСНОВЕ
С
оздание монолитных массивов возможно при использовании в составе закладочного материала вяжущих компонентов или консолидации породной закладки посредством воздействия на неё химических реагентов, а также воды, после предварительного преобразования свойств породы.
В качестве вяжущего, в основном применяют цемент. Для снижения себестоимости закладки используют металлургические шлаки, золы и т.п. Наибольшего эффекта достигают тогда, когда при формировании закладочных массивов в состав смеси входят исключительно местные материалы.
Для разработки кимберлитовой трубки «Интернациональная» предусмотрена технология со слоевой восходящей выемкой и закладкой выработанного пространства.
На первом этапе разработки предполагается использовать в качестве вяжущего цемент. В последующем, возможен переход к вяжущим на основе местных материалов, представленных известняками, ционита-ми, туфами, мергелями, после обработки этих пород при температурах 750-1100 оС.
Во вмещающих породах месторождения отмечено присутствие солей, после соответствующей обработки которых, также возможно формирование монолитных закладочных массивов.
Кроме этого, на месторождении присутствуют гипсоангидритовые породы, которые также можно использовать в качестве вяжущих компонентов.
Использование гипсосодержащих пород в качестве вяжущего при создании монолитных (твердеющих)
массивов не получило широкого распространения в связи с их специфическими особенностями, а именно короткими сроками сохранения вяжущих свойств после затворения смеси водой, а также снижения прочности при сорбционном увлажнении закладки.
В качестве положительной характеристики использования гипсосодержащих пород для закладки следует отметить их способность увеличиваться в объеме (0,5—1,0 %), особенно при наличии в них растворимого ангидрита. Кроме того, короткие сроки схватывания и твердения позволяют сократить число очистных лент находящихся в одновременной отработке, а также снизить себестоимость закладочных работ.
В настоящее время технология подготовки гипсов предполагает их обработку в варочных печах или сушильных барабанах с предварительной классификацией фракционного состава.
Тепловая обработка в варочных котлах применяется при небольших объемах производства, так как оборудование и топливное устройство их достаточно просты. Недостатки этого способа - невозможность использования мелочи гипсового камня и неравномерность обжига.
При температуре около 200оС гипс переходит в растворимый ангидрит. Поэтому весьма важно в течение процесса варки в котлах все время контролировать температуру, по возможности не доводя ее до 220 оС и ни в коем случае не допуская превышения хотя бы на короткий срок названного предела.
При обжиге гипса во вращающихся печах в сушильных барабанах используют фракции гипсового щебня 10-20 и 20-35 мм. Фракция 0-10 мм
является отходом производства и используется в качестве муки для гипсования почвы или после дополнительного помола идет на обжиг в варочных котлах. Фракции 10-2- и 20-30 мм обжигаются раздельно.
Обжиг гипса может осуществляться за счет тепла газов направляемых в печь, либо за счет передачи тепла газов через стенки печи, как это происходит при наружном обогреве барабана.
По направлению горячих газов относительно обжигаемого материала различают печи работающие по принципу прямотока (направление движения газов и материала в печи совпадает) и противотока (газы и материал движутся навстречу друг другу). Последняя схема предпочтительнее, так как отличается пониженным расходом топлива.
Температура газов в печах при входе и выходе их соответственно равна 950-1000 и 17-220 оС при прямотоке и 750-800 оС и около 100 оС при противотоке.
Нами предлагается упрощенная технология приготовления закладочного материала, который, при необходимости можно использовать и в качестве вяжущего компонента.
Приготовление твердеющей закладки осуществляется следующим образом. Гипсосодержащие породы поступают на дробильный узел. В зависимости от требуемых свойств закладочного материала после дробления и дальнейшей подготовки могут быть исключены фракции менее 5 мм.
После дробления гипсосодержащие породы поступают в обжиговый барабан для формирования вяжущего. При формировании вяжущего обжигу подвергают поверхностный слой гипсового щебня при температуре 105-220 оС с доведением обожженной части до 30-60 % от общей массы породы. В результате такой обработки необожженная центральная часть куска является заполнителем, а периферийная (обожженная) вяжущим.
После обработки закладочный материал может быть доставлен и распределен в выработанном пространстве механическим или пневматическим способами, после чего массив орошают водой в количестве достаточном для формирования монолитного массива.
Возможен также вариант с гидравлическим транспортом закладки, при соблюдении определённых временных интервалов между за-творением смеси и укладкой её в выработанное пространство.
Для сокращения сроков схватывания смеси при гидравлическом транспорте рекомендуется применять различные замедлители. Авторами были испытаны в качестве замедлителей сроков схватывания кремнеорганические жидкости (КО), растворы суперфосфата простого
РЫ
(Са НРО4), триполифосфат натрия (Ыа РО4). Введение в смесь Ыа РО4 в количестве 0,1-0,12 % от массы гипсосодержащих пород увеличивает срок схватывания с 20 мин. до 50-60 мин. И практически не снижает прочности затвердевшего раствора.
СПИСОК ЛИТЕРАТУ-
1. Монтянова А.Н. (Якутнипроалмаз). Применение бесцемент-ных саморазогревающихся закладочных смесей в условиях пониженных температур.
2. № 752051, Савич И.Н., Савин В.Ф. Способ упрочнения закладочного массива.
у
г
Кучмам Прении Викторович док юр к'хнических наук. профессор, кафедра «Технология, механизация и организация подземной разработки руд», Московский государственный горный университет
Савич Олег Игоревич — аспирант, кафедра «Технология, механизация и организация подземной разработки руд», Московский государственный горный университет.
у
