|
(21), (22) Заявка: 2008146421/03, 25.11.2008
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
25.11.2008
(46) Опубликовано: 10.04.2010
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
SU 1645565 A1, 30.04.1991. RU 2098625 C1, 10.12.1997. SU 1502849 A1, 23.08.1986. RU 2273735 C1, 10.04.2006. SU 994551 A, 07.02.1983. DE 4313706 A1, 05.01.1995.
Адрес для переписки:
119991, Москва, Ленинский пр-кт, 6, МГГУ, патентный отдел
|
(72) Автор(ы):
Хайрутдинов Марат Минизяетович (RU), Чистяков Алексей Николаевич (RU), Вотяков Михаил Викторович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Московский государственный горный университет” (МГГУ) (RU)
|
(54) ЗАКЛАДОЧНАЯ СМЕСЬ
(57) Реферат:
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Технический результат – достижение необходимой прочности закладки при минимальном содержании вяжущего. Закладочная смесь содержит, мас.%: галитовые отходы переработки калийных руд 96,5-98,3, вяжущее – магнезиальный цемент 1-2, лигносульфонат 0,7-1,5%. 1 табл., 1 ил.
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства.
Известен состав закладочной смеси для калийных рудников, содержащий отходы обогащения калийных руд, негашеную известь, бишофит и воду [1]. Недостатками указанной смеси являются низкая подвижность, низкие прочностные характеристики и содержание дорогостоящих вяжущих компонентов.
Наиболее близким к данному изобретению является состав закладочной смеси, содержащий 30-90 мас.% глинисто-солевых отходов переработки калийных руд и 10-70 мас.% золы-уноса [2]. Недостатком указанной закладочной смеси является повышенный расход вяжущего компонента и связанные с этим затраты.
Технический результат – достижение необходимой прочности закладки при минимальном содержании дополнительных компонентов.
Технический результат достигается составом закладочной смеси, включающим галитовые отходы переработки калийных руд, магнезиальное вяжущее и химическую добавку лигносульфонат при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Галитовые отходы – 96,5-98,3
Магнезиальный цемент – 1-2
Лигносульфонат – 0,7-1,5
Галитовые отходы представляют собой твердые продукты флотационного или химического обогащения калийных руд. Их состав зависит от состава руды, способа ее переработки, применяемого оборудования и др. Галитовые отходы содержат в основном: NaCl – 95%, KCl – 2%, CaSO4 – 2%, нерастворимый остаток – 1,7%, MgCl2 – 0,1%, влагу – 10-12%.
В качестве магнезиального вяжущего могут использоваться: магнезиальный цемент, каустический магнезит, отходы производств, содержащие окись магния. Эксперименты показали, что прочность массива повышается с увеличением содержания магнезиального вяжущего, которое является самым дорогостоящим компонентом смеси. Заявляемый состав содержит минимальное количество вяжущего, что является экономически выгодным.
Лигносульфонат – это анионные ПАВ, являющиеся отходом целлюлозо-бумажной промышленности. Оптимальное содержание лигносульфоната проверялось экспериментально и составляет 0,7-1,5 мас.%. Это содержание позволяет максимально повысить прочность закладочной смеси (см. чертеж).
При смешивании галитовых отходов с магнезиальным вяжущим и затворением смеси насыщенным раствором солей галитовых отходов с растворенным в нем лигносульфонатом происходит упрочнение закладочного массива в основном за счет формирования новых кристаллических структур – гидрооксихлоридов магния. Кроме того, добавка-лигносульфонат позволяет уменьшить количество насыщенного раствора, необходимого для затворения смеси на 15-20%, при сохранении необходимой для трубопроводного транспорта подвижности смеси, что, в свою очередь, способствует набору дополнительной прочности массива.
Для получения закладочной смеси оптимального состава компоненты закладочной смеси смешивались в определенных соотношениях в лабораторных условиях. Из полученной смеси готовили образцы – кубы 7×7×7 см и испытывали на одноосное сжатие на 7, 28, 60, 90 сутки. Результаты испытаний приведены в таблице 1.
Таблица 1 |
Содержание компонентов, мас.% |
В/T |
Прочность образцов на одноосное сжатие, МПа |
отходы |
магнезиальный цемент |
лигносульфонат |
Продолжительность твердения, сутки |
7 |
28 |
60 |
90 |
98 |
1 |
1 |
0,125 |
0,1 |
1,2 |
1,7 |
1,8 |
97 |
2 |
1 |
0,125 |
0,15 |
1,6 |
2,2 |
2,4 |
99 |
1 |
– |
0,15 |
0,1 |
0,65 |
1 |
1,25 |
99 |
– |
1 |
0,13 |
– |
0,8 |
0,95 |
1 |
100 |
– |
– |
0,15 |
– |
0,1 |
0,25 |
0,25 |
Как видно из результатов испытаний, предлагаемые составы закладочной смеси набирают необходимую прочность при минимальном содержании дополнительных компонентов.
Источники информации
1. Авторское свидетельство SU 386145, кл. E21F 15/00, 1971.
2. Авторское свидетельство SU 1645565, кл. E21F 15/00, 1988. (Прототип).
Формула изобретения
Закладочная смесь, содержащая отходы переработки калийных руд и вяжущее, отличающаяся тем, что она содержит галитовые отходы переработки калийных руд, в качестве вяжущего – магнезиальный цемент и дополнительно химическую добавку – лигносульфонат при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Галитовые отходы |
96,5-98,3 |
Магнезиальный цемент |
1-2 |
Лигносульфонат |
0,7-1,5 |
РИСУНКИ
|
|