Состав закладочной смеси

Авторы патента:

E21F15 - Способы и устройства для закладки выработанного пространства (перемычки E21F 17/103)

C04B18/14 - от металлургических процессов (обработка расплавленного шлака C04B 5/00; для производства цемента C04B 7/14)

Владельцы патента RU 2348814:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Задачей изобретения является: достижение более высокой прочности, с использованием в составе закладочной смеси общедоступных отходов местной промышленной сырьевой базы. Это достигается тем, что в состав закладочной смеси, включающей сталелитейный шлак и активизатор - шлам, дополнительно вводят горелые породы шахтных отвалов, а в качестве активизатора используют шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов.

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

Известен состав закладочной смеси, включающий сталеплавильный шлак (после магнитной сепарации с отделением металлических включений - скрапа, зерен), портландцемент, сульфат натрия, пески флотации с модулем крупности 0,71. При этом прочность закладочной смеси в возрасте 180 суток составляет 0,95-1,8 МПа [1].

Недостатком известного состава является низкая прочность закладочной смеси.

Наиболее близким техническим решением является закладочная смесь [2] на вяжущем, содержащая молотый сталелитейный шлак (мартеновский) текущего выхода после магнитной сепарации с отделением металлических включений - скрапа, зерен и активизатор-шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных травильных растворов Магнитогорского калибровочного завода, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлак сталелитейный (мартеновский) текущего выхода	90
Шлам, полученный в результате нейтрализации
известью отработанных травильных растворов	10

Закладочная смесь данного состава также имеет недостаток - низкую прочность 3,6 МПа, в возрасте 28 суток.

Задачей изобретения является: достижение более высокой прочности, с использованием в составе закладочной смеси общедоступных отходов местной промышленной сырьевой базы. Это достигается тем, что в состав закладочной смеси, включающей сталелитейный шлак и активизатор-шлам, дополнительно вводят горелые породы шахтного отвала, а в качестве активизатора используют шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов.

За счет ввода в качестве активизатора-шлама, полученного в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов и горелой породы шахтного отвала, прочность состава заявляемой смеси превосходит прочность ранее разработанного состава в 3 раза, (заявляемая закладочная смесь в возрасте 28 суток имеет прочность 9,82 МПа). Достоверность прочностных свойств заявляемого состава закладочной смеси представлена актом опытных испытаний ООО «ИЦ СМИК «Кузбасс» (Аттестат аккредитации РОСС RU.9001.21СЛ64). (Приложение 1).

Заявляемый состав закладочной смеси не содержит цемент и представлен следующим содержанием компонентов, мас.%

Шлак сталелитейный (текущего выхода)	69-70
Горелые породы шахтного отвала	22-23
Шлам, полученный в результате нейтрализации
известью отработанных электролитов тяговых
кислотных аккумуляторов	9-7

Для приготовления заявляемой смеси применяются:

Сталелитейный шлак (мартеновский ОАО «НКМК») текущего выхода, химический состав которого в массовых процентах: SiO₂ 12,07; Al₂O₃ 7,7; Fe₂O₃ 21,13; FeO 8,2; MnO 3,7; CaO 36,45; (в т.ч. СаО своб. 0,41); MgO 10,9; TiO₂ 1,06; SO₃ 0,63.

Горелые породы шахтного отвала (шахта Абашевская), химический состав которого в массовых процентах: SiO₂ 68,35; Al₂О₃ 14,5; F₂О₃ 4,99; FeO 0,39; CaO 6,09; MgO 1,35; SO₃ 0,3; К₂О+Н₂О 9,28; средняя плотность 1,8 г/см³; минералогический состав: глинистые сланцы 48%, песчанистые сланцы 27%, песчаники 20%, углистые сланцы 3%, карбонатные породы 2%.

Шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов. При добавлении шлама в количестве <7% прочность получится недостаточной, а >9%, не будет достигнута нужная консистенция

Способ изготовления закладочной смеси заключается в следующем. Шлаки сталелитейного производства текущего выхода (после магнитной сепарации с отделением металлических включений - скрапа, зерен) и горелые породы шахтного отвала размалывают в шаровой мельнице до удельной поверхности 300-320 м²/кг при массовом соотношении 1:0,33 и тщательно перемешивают в сухом виде. Полученную смесь затворяют шламом, полученным в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов с водошламовым отношением 0,34; тщательно перемешивая. Растекаемость полученной смеси с осадкой конуса 16,2 см. Готовую смесь заливают в форму для образцов-кубов со стороной 7,07 см. Образцы выдерживаются в естественных условиях при температуре (20±3)°С и относительной влажности воздуха (95±5)%, ГОСТ 310.4-81*. Испытания проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 310.2, ГОСТ 310.3, ГОСТ 310.4. Прочность в возрасте 28 суток составляет 9,82 МПа.

В результате использования в закладочной смеси вместо природных компонентов техногенных отходов достигли повышения прочностных показателей смеси, значительно увеличив объемы утилизируемых отходов, улучшив экологическую среду региона. Использование доступных местных промышленных сырьевых отходов, предназначенных исключительно для утилизации, находящихся на незначительном расстоянии от закладочных комплексов горнорудных предприятий, не вызывает больших транспортных расходов и существенно снижает себестоимость закладочной смеси.

Источники информации

1. Бронников Д.М. и др. Закладочные работы в шахтах. - Недра, 1989, С.114-115.

2. Воронин К.М. Стабилизация структуры и свойств мартеновского шлака для повышения эффективности его использования в строительстве: Дис. канд. техн. наук. - Магнитогорск: 1997. - 130 с.

Состав закладочной смеси для заполнения горных выработок при подземной разработке месторождений полезных ископаемых, включающий сталелитейный шлак текущего выхода и активизатор - шлам, отличающийся тем, что дополнительно содержит горелые породы шахтного отвала, а в качестве активизатора используют шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов, при следующем соотношении, мас.%:

Шлак сталелитейный (текущего выхода)	69-70
Горелые породы шахтного отвала	22-23
Шлам, полученный в результате нейтрализации
известью отработанных электролитов тяговых
кислотных аккумуляторов	9-7

Изобретение относится к горному делу и предназначено для ликвидации аварийной ситуации при внезапном прорыве воды. .

Способ разработки рудных месторождений // 2338879

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для подземной разработки рудных крутопадающих, преимущественно мощных и средней мощности месторождений.

Способ гидродобычи полезных ископаемых // 2334876

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке твердых полезных ископаемых. .

Состав закладочной смеси и способ ее изготовления // 2327874

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для возведения искусственных массивов при разработке месторождений подземным способом. .

Сиалитный двухкомпонентный мокрый цемент, способ его производства и способ использования // 2326842

Изобретение относится к новому цементу, который может заменять традиционный цемент в строительстве, при закладке шахт, устройстве шахтных крепей и дорожных оснований, укреплении грунтов.

Состав закладочной смеси // 2302531

Способ возведения закладочной породной перемычки в горной выработке // 2290514

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

Способ закладки вертикальной горной выработки угольной шахты // 2290513

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при ликвидации вертикальных горных выработок угольных шахт как на действующих, так и на закрываемых предприятиях.

Закладочная смесь // 2282724

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке ценных и средней ценности месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства.

Способ возведения закладочного массива из твердеющих бесклинкерных смесей // 2278273

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке полезных ископаемых системами с закладкой выработанного пространства твердеющей закладочной смесью.

Теплоизоляционный материал // 2338717

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .

Композиция для изготовления теплоизоляционного материала // 2315737

Изобретение относится к составам формовочных смесей и может быть использовано при изготовлении пожаробезопасных теплоизоляционных материалов строительного и технического назначения.

Способ окислительной обработки шлаковых отходов сталеплавильного завода, лд окалина, полученная этим способом, и материал с ее использованием // 2278834

Изобретение относится к способу обработки шлаковых отходов сталеплавильных заводов. .

Жаростойкий сверхвысококачественный бетон, способ его получения и цементирующая матрица для этого бетона // 2274618

Изобретение относится к технологии фибробетона. .

Сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала // 2267468

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к получению пористых искусственных изделий, и может быть использовано при производстве гранулированного теплоизоляционного материала, особо легкого заполнителя для бетонов промышленного и гражданского строительства.

Сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала // 2264363

Способ окислительной обработки сталелитейного шлака с целью получения цементных материалов // 2261846

Изобретение относится к технологии переработки сталелитейного шлака и может быть использовано в производстве строительных материалов. .

Сырьевая смесь и способ получения зернистого теплоизоляционного материала // 2246463

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к получению пористых искусственных изделий, и может быть использовано при производстве зернистого теплоизоляционного материала, особо легкого заполнителя для бетонов промышленного и гражданского строительства.

Сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала // 2246462

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к получению пористых искусственных изделий, и может быть использовано при производстве гранулированных теплоизоляционных материалов, особо легкого заполнителя для бетонов промышленного и гражданского строительства.

Сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала // 2220928

Термоизоляционная масса // 2370468

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий, предназначенных для теплоизоляции тепловых печных агрегатов и энергетического оборудования с температурой эксплуатации до 1150°С