Патент на изобретение №2396435
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СОСТАВ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ
(57) Реферат:
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Технический результат – повышение прочности, увеличение объемов утилизируемых техногенных отходов для существенного улучшения экологической среды. Состав закладочной смеси, включающий молотый гранулированный доменный шлак, инертный заполнитель и воду, содержит указанный кислый шлак, содержащий фракции менее 0,071 мм не менее 90 мас.%, в качестве инертного заполнителя – отходы обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов, содержащие фракции менее 0,071 мм не менее 90 мас.%, дополнительно – суперпластификатор СП-1, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный шлак 22, указанные отходы 54,5, суперпластификатор СП-1 0,4 от содержания шлака, вода остальное. 2 табл.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства. Известна закладочная смесь, включающая цемент, молотый гранулированный доменный шлак, заполнитель и воду в следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент – 2; молотый гранулированный доменный шлак – 18,4; заполнитель – 61,38; вода-остальное [1]. Недостатками данной смеси являются низкая пластичность за счет недостаточного содержания мелкой фракции, а также низкая прочность 3,0 МПа в 90 суток возводимого массива за счет использования заполнителя с пределом прочности ниже нормативной прочности закладки. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав закладочной смеси, включающий цемент, молотый доменный гранулированный шлак, инертный заполнитель и воду. В качестве инертного заполнителя данный состав содержит аморфные осадки нейтрализации серной кислоты известняком, предварительно обработанные водным раствором сульфата железа (III) Fe(OH)SO4, при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 4,0-6,8; молотый доменный гранулированный шлак 9,7-16,5; аморфные осадки нейтрализации серной кислоты известняком 31,7-40,8; гидроксосульфат железа (III) 1,2-2,0; вода – остальное [2]. Недостатками данного состава являются: использование в качестве вяжущего дефицитного материала – цемента и шлака с более высоким коэффициентом качества 1,51 (табл.1); многокомпонентность состава, усложняющая приготовление его в промышленном применении, так как потребует привлечения дополнительных линий и операций для добавления каждого компонента; большой расход воды, требующий привлечения дополнительных средств и оборудования для дренажных операций. Задачами предлагаемого изобретения являются: исключение дорогостоящего цемента и применение шлака более низкого сорта при повышении прочности; сокращение количества воды при сохранении растекаемости закладочной смеси; сокращение компонентов смеси и увеличение объемов утилизируемых техногенных отходов для существенного улучшения экологической среды региона. Поставленная задача решается предлагаемым составом закладочной смеси, который включает молотый гранулированный доменный шлак, вяжущее, инертный заполнитель и воду, причем дополнительно содержит поверхностно-активную добавку суперпластификатора СП-1, а в качестве инертного заполнителя используют отходы обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов, содержащие фракции менее 0,071 мм не менее 90%, кроме того в качестве вяжущего используют доменный молотый гранулированный кислый шлак, содержащий не менее 90% фракций менее 0,071 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%: доменный молотый гранулированный кислый шлак – 22; отходы обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов – 54,5; суперпластификатор СП-1 – 0,4 от содержания шлака; вода – остальное. Пример. Гранулированный доменный шлак измельчили в шаровой мельнице до крупности при соотношении не менее 90% класса менее 0,071, смешали с отходами обогащения, содержащими не менее 90% фракции менее 0,071 мм, и затворили водой, в которую предварительно добавляют суперпластификатор СП-1. Окончательную смесь перемешали до однородной консистенции. Из полученной смеси приготовили образцы размером 70×70×70 мм, которые выдержали в климатической камере в течение 2-3 суток до достижения распалубочной прочности образцов. В камере поддерживалась температура 20±20°С и относительная влажность 90-95%, т.е. условия, близкие к условиям твердения массива в шахте. После расформовки образцы вновь поместили в климатическую камеру для дальнейшего твердения в течение 90 суток, после чего определили механическую прочность с использованием гидравлического пресса. Получены следующие результаты: растекаемость закладочной смеси – 165 мм, осадка конуса «СтройЦНИЛа» – 15 см, механическая прочность – 7,0 МПа в возрасте 90 суток при содержании воды 23,4%. Аналогично готовили и испытывали различные составы закладочных смесей.
В табл.1 приведен химический состав доменного гранулированного шлака, а в табл.2 – исходный валовый состав смесей и результаты испытаний механической прочности образцов, приготовленных из этих смесей.
Суперпластификатор СП-1 на основе продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида (полинафталинметиленсульфонат или метиленбис(нафталинсульфонат) натрия) выпускается по ТУ 5870-005-58042865-05. Гидравлические свойства доменного шлака оценивают по ГОСТ 3476-74 коэффициента качества К, который определяют по формулам: при содержании окиси магния до 10%
при содержании окиси магния более 10%:
Для 1 сорта K=1,65, 2 сорта К=1,45, 3 сорта – 1,2. Из табл.2 следует, что поставленная задача увеличения механической прочности закладочных смесей по прототипу (4,35 МПа), сокращения объема воды при сохранении консистенции смеси, пригодной для транспортирования, достигается при добавлении пластификатора СП-1 и при условии содержания фракции менее 0,071 мм, % в отходах обогащения и молотом доменном гранулированном шлаке не менее 90%. Использование предложенного технического решения полностью исключает потребление для закладочных работ дорогостоящего цемента, а также позволяет обеспечить высокие технологические свойства закладочных смесей – растекаемость и нормативную прочность при сокращении объема воды, замене шлака на более низкосортный, сократить количество компонентов смеси и увеличить объемы утилизируемых техногенных отходов для существенного улучшения экологической среды региона. Источники информации 1. Л.К.Вахрушев, Е.М.Денисов, К.Ю.Репп. Применение отвальных доменных шлаков для приготовления вяжущей закладочной смеси. Горный журнал, 1979, 2. Патент РФ
Формула изобретения
Состав закладочной смеси, включающий молотый гранулированный доменный шлак, инертный заполнитель и воду, отличающийся тем, что содержит указанный кислый шлак, содержащий фракции менее 0,071 мм не менее 90 мас.%, в качестве инертного заполнителя – отходы обогащения мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов, содержащие фракции менее 0,071 мм не менее 90 мас.%, дополнительно – суперпластификатор СП-1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1, с.39.
