Выбор химических добавок для твердеющей закладки на калийных рудниках

от прочности всего закладочного массива. Именно образование этой "корки" приводит к такому факту, когда залитый следующий слой закладки ложится как бы на почву, не нарушая и не изменяя свойств нижнего пласта. Поэтому рекомендуется возводить закладочный массив из чередующихся тонких слоев, что увеличивает прочность закладки, но приводит к необходимости иметь в закладке сразу несколько камер.

При снижении влажности ниже 1518 % в краевых частях закладочного массива появлялись усадочные трещины. Вертикальная усадка максимально

составляет 5 %. Горизонтальная усадка 3-4 % проявляется только в верхнем слое полностью 10-30 см. Рассолоот-дача закладочного массива происходит в течение 15-20 дней, после чего солевые прослои имеют влажность 3-5 % и прочность 0,1-0,3 кг/см2.

Таким образом, в мире накоплен большой опыт применения гидрозакладки, который необходимо использовать при разработке месторождений. Например, при применении на калийных рудниках камерной системы с твердеющей закладкой гидравлическую закладку можно использовать для заложения камер 2-й, 3-й очереди.

------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Методическое руководство по ведению горных работ на рудниках Верхнекамского калийного месторождения - М.: Недра. 1992. ШИЗ

— Коротко об авторах------------------------------------------------------

Хайрутдинов М.М., Вотяков М.В. - Московский государственный горный университет.

---------------------------------------- © М.М. Хайрутдинов,

М.В. Вотяков, 2007

УДК 622.272:553.632

М.М. Хайрутдинов, М.В. Вотяков

ВЫБОР ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК

ДЛЯ ТВЕРДЕЮЩЕЙ ЗАКЛАДКИ НА КАЛИЙНЫХ

РУДНИКАХ

Семинар № 17

В соответствии с опытом, накопленным в горнорудной промышленности, для приготовления твердеющей закладки в условиях калийных рудников могут быть исполь-

зованы следующие материале: в качестве заполнителей - отходы калийного производства, песок, щебень, галечник, породы вскрыши и солеотвалов; в качестве вяжущих - доменные гра-

Массовая доля веществ в отходах обогатительного производства

Массовая доля, %

KC1 NaC1 MgC12 CaSO4 н.о. Br- Н2°крист. H2° СаСІ2 С1-

Галитовый отвал 1,91 94,3 0,07 1,99 1,7 0,026 0,08 - - -

Шахтный рассол 13,0 20,4 0,36 0,32 - - - 65,7 0,21 18,96

Сгущенная суспензия глинисто- солевого шлама 13,12 25,2 0,31 3,32 21,2 0,076 - 36,8 0,07 21,80

Шламовая суспензия при откачке 12,01 19,5 0,32 2,64 11,6 - - 53,8 0,11 17,87

нулированные шлаки, цемент, известь, золошлаковые отходы ТЭЦ и ГРЭС, добавки из гипса и хлористого кальция. Исходными материалами для создания твердеющей закладки могут служить бишофит, магнезиальный цемент, каустический магнезит, керамзит, пустые породы и бедные руды, добываемые в руднике и др.

Отходами калийного производства являются в основном галит, шахтный рассол и глинистый шлам, выход которых зависит от исходного состава добываемой руды и способа переработки. Получают отходы при переработке калийных руд флотационным, галургическим или комбинированным методом. Схема движения отходов обогащения и массовая доля веществ содержащихся в них приведены соответственно на рисунке и в таблице. Нормативные показатели исходного сырья - сильвинита молотого: KCl -30,5±1,5 %; MgCl2 не более 0,3 %; н.о. не более 5,7 %.

Для создания твердеющей закладки необходимо подбирать материалы, способствующие образование цементного камня, поглощению влаги и позволяющие, таким образом, связывающие скелет из галитовых отходов

обогащения в прочный монолит. Все это возможно при использовании готовых вяжущих веществ или получении основных солей и продуктов гидратации, обладающих вяжущими свойствами, в результате химического взаимодействия добавок и отходов обогащения.

Из всех предложенных компонентов необходимо выделить магнезиальные вяжущие. Обожженные при низких температурах оксиды магния легко присоединяют воду. При затворе-нии водой магнезиальные вяжущие твердеют медленно, достигая при этом сравнительно небольшой прочности. Реакция гидратации протекает с выделением тепла, количество которого напрямую зависит от удельной поверхности молотого магнезита. В качестве затворителя наиболее целесообразно использование солевых растворов, при этом скорость твердения и прочность резко возрастают. Твердение магнезиальных вяжущих связано с образованием оксихлорида магния и гидрата окиси магния. Особенностью магнезиальных вяжущих является то, что они способны связывать огромные массы заполнителя, в данном случае галитовых отходов обога-

Галитовый отвал (полный химический анализ; массовая доля KCl, NaCl, CaSO4, MgCh, н.о .,Br-, Н 2О крист. (не нормируется)) KCl не более 3,0%, н.о. не более 7,0%

Солеотвал

Рис. 1. Схема движения отходов обогащения

щения. Твердеющая смесь с добавкой магнезиальных вяжущих обладает хорошей рассолоотдачей, позволяет резко увеличить прочность отходов.

Снижение расхода цемента закладочной смеси возможно при введении в смесь искусственных химических добавок. В результате экспериментов установлено, что наиболее подходящей химической добавкой для калийной промышленности является лигно-сульфонат. В результате применения данной добавки происходит резкое увеличение прочностных характери-

стик. А так же происходит снижение необходимого количества солевого раствора для затворения.

Таким образом, существуют различные компоненты, на основе которых можно разрабатывать различные твердеющие составы для калийных рудников, среди которых выделяются магнезиальные вяжущие и химическая добавока лигносульфо-нат. Также следует отметить, что лигносульфонат является отходом целлюлозно-бумажной промышленности, то есть решается проблема его выгодной утилизации, гшга

— Коротко об авторах------------------------------------------------------

Хайрутдинов М.М., Вотяков М.В. - Московский государственный горный университет.