СОСТАВ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
COMPOSITION OF FILLING MIXTURE AND METHOD OF ITS PRODUCTION

Группа изобретений относится к горной промышленности, в частности к составам закладочных смесей и способам их получения, и может быть использовано для возведения искусственных массивов при разработке месторождений подземным способом.
Для обеспечения безопасности горных работ, а также с целью повышения полноты выемки запасов месторождений полиметаллических руд используют системы разработки месторождений с твердеющей закладкой выработанного пространства.
Известны составы закладочных смесей на основе негашеной извести и способы их приготовления (см. А.Н. Монтянова, А.Р. Закиров, А.В. Белобородова, И.В. Штауб. Опыт ведения закладочных работ на рудниках АК «АЛРОСА» // Горный журнал. - 2005. №7. - С.95-98).
Известен состав смеси для закладки выработанного пространства (см. RU 2100615), содержащий обожженные карбонатные породы, заполнитель и воду, при этом он дополнительно содержит сульфатсодержащие породы, пластифицирующую добавку и активные алюмосиликатные породы при следующем соотношении компонентов, мас.%.
Обожженные при 900-1150°С карбонатные породы
3,5-13,2
Активные алюмосиликатные породы
3,0-16,5
Сульфатсодержащие породы
0,4-1,5
Пластифицирующая добавка
0,02-0,4
Заполнитель
32,0-67,0
Вода
остальное
Близким составом к предложенному является состав смеси для закладки выработанного пространства, включающий в качестве вяжущего - известь-пушенку и обожженную глину, а в качестве заполнителя - отходы процессов обогащения - хвосты обогащения при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Известь-пушенка
5-8
Глина молотая, обожженная при 650-700°С
10-16
Хвосты обогащения
76-85
(SU 655678).
Близкий способ приготовления закладочной смеси (RU2103517) заключается в том, что формируют вяжущее путем дробления компонентов, в том числе карбонатных пород с последующим их обжигом, совместным помолом обожженных и необожженных компонентов и перемешиванием продуктов помола с остальными компонентами закладочной смеси, при этом, после дробления обжигают карбонатные породы при 900-1150°С, алюмосиликатные породы при температуре 700-850°С, добавляют при измельчении сульфатсодержащие породы и орошают водой, обеспечивая теплоту гидратации смеси 60-150 кал/г.
3
Наиболее близкий к предложенному состав смеси для закладки выработанного пространства раскрывается в патенте RU 2327874 и содержит следующие компоненты в следующем количестве на 1 м:
Отходы выщелачивания хвостов
обогащения полиметаллических руд
1380-1590 кг
Негашеная известь
40-180 кг
Лигносульфонат натрия
0,80-1,5 кг
Вода
остальное до 1 м<sup>3</sup>
В данном патенте также раскрывается способ изготовления состава смеси для закладки выработанного пространства, заключающийся в том, что лигносульфонат натрия растворяют в воде, а затем осуществляют его смешивание с остальными компонентами указанного состава.
К недостаткам известного способа относится необходимость предварительного выщелачивания отходов обогащения, под которыми понимаются как текущие, так и старогодние хвосты, что значительно удорожает и усложняет процесс закладки выработанного пространства.
Задачей изобретения является устранение присущих известным техническим решениям недостатков при одновременном обеспечении высокой прочности закладки.
3
Поставленная задача решается составом смеси для закладки выработанного пространства, включающим отходы процессов обогащения, известь, лигносульфонат натрия и воду, в соответствии с которым он в качестве указанных отходов содержит текущие хвосты флотационного обогащения полиметаллических руд с влажностью менее 30% при следующем содержании компонентов, кг/м:
Текущие хвосты флотационного обогащения
полиметаллических руд с влажностью менее 30%
1800-2010
Известь
80-120
Лигносульфонат натрия
1,2-1,5
Вода
остальное до 1 м<sup>3</sup>
В частных воплощениях изобретения поставленная задача решается составом, содержащим известь крупностью не более 10 мм.
Поставленная задача также решается способом изготовления предложенного состава смеси для закладки выработанного пространства, в соответствии с которым текущие хвосты флотационного обогащения сушат до содержания влаги менее 30%, лигносульфонат натрия предварительно растворяют в воде, а затем осуществляют его смешивание с осушенными хвостами и известью.
Сущность изобретения состоит в следующем.
При обогащении полиметаллических сульфидных руд образуются хвосты обогащения, которые предлагается использовать в качестве наполнителей закладочной смеси непосредственно после выхода с обогатительной фабрики.
Данные хвосты не только не подвергают складированию, но также их не подвергают выщелачиванию, которое проводилось в известном способе, что существенно упрощает технологию получения закладочной смеси.
Предложенный способ изготовления закладочной смеси обеспечивает возможность использования отходов обогащения, не подверженных выщелачиванию, в составе закладки, и включает следующие операции.
1. Текущие хвосты флотационного обогащения полиметаллических руд обезвоживают любым из известных способов до влажности менее, чем 30% и подают на закладочный комплекс.
2. Обожженную известь подвергают сухому помолу до крупности не более 10 мм.
3. Лигносульфонат натрия растворяют в воде с получением раствора. Используют техническую воду.
4. Компоненты по пп.1, 2 и 3 направляют в смеситель.
5. Перемешанную шихту подают по закладочным скважинам в выработанное подземное пространство.
Состав отличается от известного не только иным соотношением компонентов, обусловленных изменением качественного состава (текущие хвосты, образующиеся в результате переработки сульфидных полиметаллических руд методом флотации, не подвергавшиеся процессу выщелачивания), а также и тем, что в качестве инертного заполнителя текущие хвосты используют обезвоженными до влажности менее 30%.
Предложенное изобретение позволяет реализовать технологию, при которой отходы обогащения направляются в состав закладочной смеси, минуя этап промежуточного складирования в хвостохранилище, что позволяет рассматривать данный состав как рациональный с позиции экологической безопасности и освоения месторождений полиметаллических руд.
Способ приготовления такой закладки отличается от ранее известных тем, что существенно упрощена и технологическая цепочка, и структура закладочного комплекса - подготовка компонентов закладки состоит в простом смешении компонентов, отсутствуют энергоемкие и занимающие большие производственные площади дробилки и мельницы, которые в остальных составах используются для дробления и помола шлаков и горных пород. Для приготовления данного состава необходима только низкозатратная мельница сухого помола для извести и смеситель.
Способ приготовления такой закладки предусматривает следующий диапазон компонентов закладочной смеси:
3
- текущие хвосты флотационного обогащения полиметаллических руд с влажностью менее 30% - 1800-2010 кг/м;
3
- известь крупностью -10 мм - 80-120 кг/м;
3
- лигносульфонат натрия технический - 1,2-1,5 кг/м.
- вода - остальное.
В таблице представлены примеры рецептур предложенного состава.
Таблица
Наименование компонента
Содержание в кг на м3
№1
№2
№3
Текущие хвосты обогащения
1800
1900
2010
Известь
80
100
120
Лигносульфонат натрия
1,2
1,4
1,5
Вода
до 1 м<sup>3</sup>
до 1 м<sup>3</sup>
до 1 м<sup>3</sup>
Все приведенные в таблице рецептуры обеспечивают уже на 14-е сутки после закладки выработанного пространства прочность на сжатие 2 МПа, а коэффициент Пуассона 0,25 и модуль деформаций - 1,03·103 МПа.