CC BY
41
© М.М. Хайрутдинов, М.В. Вотяков, 2007
УДК 622.272:553.632
М.М. Хайрутдинов, М.В. Вотяков
РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ ТВЕРДЕЮЩИХ ЗАКЛАДОЧНЫХ СМЕСЕЙ ИЗ ОТХОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ РУД КАЛИЙНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Семинар № 17
К настоящему времени разработаны стандартные методики расчета, на основе которых, учитывая специфику конкретных условий, осуществляют исследования по подбору составов закладочных смесей.
Исходные положения методики исследований по изысканию составов твердеющей закладки представляют собой совокупность требований, предъявляемых к закладочным материалам в процессе добычи, приготовления и хранения; транспортировки к месту укладки; возведения закладочного массива; твердения и приобретения необходимых физико-механических характеристик.
При выборе рационального состава твердеющей закладки используются методы сравнения, аналогии и исключения составов, не удовлетворяющих предъявляемым требованиям.
Принципиальную оценку степени пригодности сырья для твердеющей закладки производят лабораторными исследованиями физико-механических свойств составных компонентов, а затем образцов закладки, приготовленных в опытном порядке из наиболее приемлемых материалов в различных соотношениях.
Максимальное отклонение в расходе основных материалов не должно превышать 10 % (по весу). Такая точ-
ность дозирования не вызывает существенных изменений прочности закладочного массива.
Нормативной прочностью упрочненной закладки в массиве или его части считается такая прочность на одноосное сжатие, при которой возможно его безопасное обнажение горной выработкой заданных размеров в принятые проектом сроки.
Качество закладочного массива оценивается несколькими показателями, такими как пределы прочности на одноосное, двуосное и всестороннее сжатие, на растяжение, изгиб, срез; упругие и деформационные свойства; компрессия; плотность, пористость, трещиноватость и др., которые определяют в соответствии с принятыми нормами.
Требуемую прочность закладки рассчитывают по одному, а чаще нескольким факторам: устойчивости
вертикального обнажения, подработке, допустимым деформациям закладки, возможности движения по ней оборудования. В качестве нормативной прочности принимают наибольшую из рассчитанных.
Нагрузку на искусственный массив, его элементы в зависимости от гипотезы горного давления задают как вес породы в объеме свода естественного равновесия, слабого прослойка, столба пород до поверхности или находят
отходы/магн.цем.
=98/2
отходы/магн.цем.
=99/1
-отходы/магн.цем.
=99,5/0,5
отходы=100
Сутки
Рис. 1. Результаты первой части опытов
через смешения вмещающих пород в условиях совместного деформирования горного и искусственного массивов. Кроме этого, учитывают стадийность выемки и пространственное положение рассчитываемого элемента.
Опыты проводились по стандартной методике. Приготовленная закладочная смесь заливалась в кассеты размером 7x7 см и испытывалась на одноосное сжатие на 7, 28 и 60 сутки.
В качестве вяжущего использовался магнезиальный цемент. В качестве химичечкой добавки использовался лигносульфанат. В качестве заполнителя использовались отходы обогащения идущие в галитовый отвал влажностью 10-12 %. Смесь затворялась перенасыщенным раствором солей натрия.
Первая часть опытов была направлена на подбор оптимального соотношения отходов к магнезиальному
отход ы/магн.цем./су льф.щелок=98/1/1 отход ы/сульф. щелок =99/1
отход ы/магн.цем.=99
/1
-отход ы=100
Сутки
Рис. 2. Результаты первой части опытов
цементу. И полученные результаты сравнивались с прочностными характеристиками гидравлической закладки основанной только на отходах обогащения.
Отходы и магнезиальный цемент, взятые в необходимом весовом отношении, перемешивались в течение 3 минут и затворялись перенасыщенным раствором в количестве по общей полученной массе 12-15 %. Полученная смесь перемешивалась 2 минуты до получения однородной массы. Результаты приведены на рис. 1.
Во второй части опытов в состав закладочной смеси добавлялся лигно-сульфанат. Процедура приготовления происходила аналогично. В перенасыщенный раствор добавлялся лигно-
сульфанат и перемешивался до полного растворения в течение 1-2 минут (в зависимости от количества лигно-сульфаната). Так же изготавливались контрольные образцы без добавки лигносульфаната. В настоящее время полученные результаты на 28 сутки, которые приведены на рис. 2.
Следует отметить, что при добавлении лигносульфаната уменьшилось количество необходимого перенасыщенного раствора на 12-17 %, по сравнению с составами без добавки.
Таким образом, получены твердеющие составы закладочных смесей на основе отходов обогащения калийной промышленности, удовлетворяющие предъявляемые к ним требования. шиз
— Коротко об авторах--------------------------------------------------------------
Хайрутдинов М.М., Вотяков М.В. - Московский государственный горный университет.
Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. Е.В. Кузьмин.
