СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕСЦЕМЕНТНОЙ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ
METHOD FOR PREPARING CEMENTLESS BACKFILL MIXTURE

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к технологии приготовления закладочной смеси, предназначенной для подачи в выработанное пространство подземных горных выработок.
Известен состав бесцементной закладочной смеси и способ ее приготовления (SU №1773278 E21F 15/00, опубл. 30.10.1992 г.).
Смесь содержит, мас. %: ангидрит 6,5-10,5; нефелиновый шлам 10,5-19,5; гранулированный шлак никелевого производства 21,5-28,5; инертный заполнитель - щебень из базальтовых пород 26,0-33,0; вода - остальное. Способ приготовления включает мокрый помол и смешение компонентов, предварительно разделенных перед помолом на две группы: ангидрит - базальтовый щебень; нефелиновый шлам - гранулированный шлак никелевого производства.
Недостатком известного способа приготовления закладочной смеси является необходимость грануляции шлака и раздельный помол компонентов по двум группам, что усложняет технологию приготовления смеси.
3
Известен также, способ приготовления бесцементной закладочной смеси, путем совместного мокрого помола и смешивания компонентов (Баженов П.И. и др. Закладочные смеси на вяжущем из нефелинового шлама и ангидрита. Сб. «Вопросы комплексной механизации подземных рудников цветной металлургии», вып.64. Л.: Гипроникель, 1976, с. 51-52.). Состав содержит, мас. %: нефелиновый шлам 10,5-12,3%, ангидрит 4,9-5,5%, гранулированный шлак 20,5-21%, инертный заполнитель 61,6-63,4%, вода 450 л/м.
Недостатком известной технологии приготовления бесцементной закладочной смеси является получение при совместном мокром помоле ангидрита и нефелинового шлама продукта, проявляющего признаки быстрого «схватывания», что приводит к частым остановкам для промыва мельницы. Кроме того необходимо осуществлять предварительную грануляцию шлака, что усложняет технологию приготовления смеси.
Известен состав закладочной смеси (RU №2348814, E21F 15/00, С04В 18/14, опубл. 10.03.2009 г.), который содержит отходы горно-металлургического производства при следующем соотношении, масс. %:
шлак сталелитейный
69-70
горелые породы шахтного отвала
22-23
шлам, полученный в результате
нейтрализации известью, отработанных
электролитов тяговых кислотных аккумуляторов
9-7
Способ приготовления 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 и тщательно перемешивают в сухом виде. Полученную смесь затворяют шламом, полученным в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов, тщательно перемешивая.
Недостатком известной технологии является необходимость предварительного помола и перемешивания в сухом виде шлака и горелых пород, что усложняет технологию приготовления смеси.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в упрощении технологии приготовления смеси, повышении ее качества, сохранении высоких прочностных характеристик и использовании в качестве закладочных компонентов общедоступных отходов местной промышленной сырьевой базы, загрязняющих окружающую среду.
Существующая техническая проблема решается тем, что в известном способе приготовления бесцементной закладочной смеси, путем смешения компонентов смеси, мас.%: сталеплавильного шлака  69-70, горелых
пород шахтного отвала  22-23, и шлама, полученного в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов  7-9, до получения подвижности смеси 13-16 см,
2
согласно изобретению, компоненты дозируют по весу с точностью не ниже 1,2-2% и загружают в непрерывно действующую шаровую мельницу, затем совместно измельчают и смешивают в течение 32-35 минут, до получения плотности 1950-2000 кг/см.
Технический результат, получаемый в результате использования изобретения заключается в том, что технология приготовления смеси упрощается за счет совместного помола и смешения всех компонентов одновременно, что позволяет сделать процесс непрерывным, сохраняется качество смеси, обеспечивающей при ее твердении необходимую прочность.
Дозирование компонентов производится по весу. Точность дозирования должна быть не ниже 1,2-2%, так как от точности дозирования компонентов смеси зависит ее качество. Незначительные отклонения приводят к изменению прочности закладочной смеси.
3
Чтобы получить однородную, хорошо перемешанную смесь, необходимо соблюдать установленные сроки перемешивания. Продолжительность переработки смеси в мельнице 32-35 минут (продолжительностью перемешивания считается время с момента загрузки всех материалов в мельницу до начала выгрузки смеси из нее). За это время в мельнице происходит смешивание и измельчение компонентов закладочной смеси необходимой подвижности (13-16 см.) и плотности (1950-2000 кг/м), обеспечивающей при ее твердении получение искусственного массива прочностью 9,82 МПа. При смешивании менее 30 мин отмечается уменьшение подвижности смеси и, как следствие этого, понижение растекаемости в выработанном пространстве, что исключает возможность формирования закладочного массива с полным повторением контуров отработанного рудного тела. При смешивании более 35 минут уменьшается прочность закладочной смеси.
Для определения подвижности и плотности смеси отбирают пробы. Отбор проб производят не менее двух раз за смену. Отбор пробы смеси следует производить из движущегося потока у места разгрузки порциями (по 1,5-2 л) через одинаковые промежутки времени. Размер пробы смеси должен быть не менее 10 л.
Сущность способа приготовления заключается в совместном помоле и смешении указанных компонентов смеси. Технология приготовления закладочной смеси осуществляется следующим образом.
Сталеплавильный шлак (фракции 0-5 мм) на склад закладочного комплекса поступает с металлургического предприятия после переработки: грубого копрового дробления и магнитной сепарации крупных включений металла грузоподъемными электромагнитами в шлаковых ямах, с последующим измельчением (дроблением, грохочением).
Шлак не должен содержать органических примесей, посторонних засоряющих включений. Содержание металлических включений (корольков, скрапа) не более 3%. Фактически, после переработки их содержание не превышает 1%. Влажность шлака не более 8%.
Горелая порода, на склад закладочного комплекса поступает с терриконика угольного предприятия. Горелая порода не должна содержать органических примесей. Влажность горелой породы не более 18%. Модуль крупности горелой породы - 0,9.
Шлам, используемый в приготовлении закладочной смеси, поступает из отделения нейтрализации аккумуляторных растворов (электролитов), где собираются отходы транспортных средств промышленного предприятия для последующей утилизации.
Шлак и горелая порода из расходных бункеров поступают через электровибрационные питатели и через автоматический весовой дозатор, на ленту конвейера и по направляющим лопастям загружаются в приемную воронку мельницы с центральной разгрузкой.
Шлам, поступающий из расходного бункера через дозатор, электронасосным агрегатом также подается в приемную воронку мельницы.
От точности дозирования компонентов смеси зависит ее качество. Незначительные отклонения приводят к изменению прочности закладочной смеси. Дозирование компонентов производится по весу. Точность дозирования должна быть не ниже 1-2%.
Совместное измельчение компонентов смеси осуществляют в шаровой мельнице непрерывного действия.
Пример реализации предлагаемого способа.
2
Шлак, горелая порода и шлам дозируются по весу с точностью 1-2%, затем совместно измельчаются и смешиваются в шаровой мельнице непрерывного действия в течение 30-35 минут, до получения подвижности смеси 13-16 см и плотности 1950-2000 кг/см. Предел прочности на сжатие и растяжение при изгибе в возрасте 28 суток - 9,82 МПа и 5,97 МПа соответственно.
Дозирование осуществляют при следующем соотношении компонентов, мас. %: шлак сталелитейный 69-70; горелые породы шахтного отвала 22-23; шлам, полученный в результате нейтрализации известью отработанных электролитов тяговых кислотных аккумуляторов, 7-9.
Подготовленную смесь подают по закладочным скважинам в выработанное подземное пространство.