Смесь для закладки выработанного пространства

 

Изобретение относится к горной промти и м.б. использовано для возведения искусственных массивов при разработке, месторождений подземным способом. Цель - снижение стоимости смеси за счет замены цемента отходами производства. Смесь содержит вяжущее, заполнитель и воду. В качестве вяжущего используют измельченные карбонатные породы вскрыши, обожженные при 1200-1300°С. Смесь образована при следующем соотношении компонентов, мас,%: измельченные карбонатные породы вскрыши, обожженные при 1200-1300°С, 9,0-25; заполнитель 51.1-76,0; вода остальное . Карбонатные породы вскрыши содержат 30-40% огипсованных мергелей и 60-70% известководоломитовых материалов . Последние имеют следующий химический состав по основным окислам, мас.%: СаО 30-55; Мд 1-22; SI02 0,01-5; 0,005-1; РеаОз 0,06-0,6. Огипсованные мергели карбонатных пород вскрыши имеют следующий химический состав по основнымокислам, мас.% : SI02 34-44; 8-13; Рв20з 3-12; СаО 10-18; Мд 3-6; ЗОз 3--18. Смесь приготавливают путем перемешивания компонентов. При затворении водой и твердении соединения обеспечивают высокие прочностные показатели искусственного массива как в раннем , так и в более позднем возрасте. 3 з.п. ф-лы, 2 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 F 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0 V 3

6д (21) 4676602/03 (22) 08.02.89 (46) 15.09.91, Бюл. ¹ 34 (71) Якутский научно-исследовательский и проектный институт алмазодобывающей промышленности (72) А.Н.Монтянова и 3.С.Сажнева (53) 622.273.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 823333, кл. С 04 В 9/00, 1981.

Требуков А.Л. Применение твердеющей закладки при подземной добыче руд.- M.:

Недра, 1981, с.13. (54) СМЕСЬ ДЛЯ ЗАКЛАДКИ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА (57} Изобретение относится к горной промти и м,б. использовано для возведения искусственных массивов при разработке: месторождений подземным способом. Цель — снижение стоимости смеси за счет замены цемента отходами производства. Смесь содержит вяжущее, заполнитель и воду. В качестве вяжущего используют измельченные

Изобретение относится к горной промышленности и может быть иепользовано для возведения искусственных массивов при разработке месторождений подземным способом.

Цель изобретения — снижение стоимости смеси за счет замены цемента отходами производства.

Смесь для закладки выработанного пространства содержит вяжущее, заполнитель и воду, при этом в качестве вяжущего содержит измельченные карбонатные породы вскрыши, обожженные при 1200 — 1300 С, Ы 1677340 А1 карбонатные породы вскрыши, обожженные при 1200 — 1300 С, Смесь образована при следующем соотношении компонентов, мас,%; измельченные карбонатные породы вскрыши, обожженные при 1200 — i300 С, 9,0 — 25; заполнитель 51,1 — 76,0; вода остальное. Карбонатные породы вскрыши содержат 30 — 40% огипсованных мергелей и

60 — 70% иэвестководоломитовых материалов. Последние имеют следующий химический состав по основным окислам, мас.%:

СаО 30 — 55; Mg 1 — 22; SiOz 0,01 — 5; А!20з

0,005 — 1; FezOg 0,06 — 0,6, Огипсованные мергели карбонатных пород вскрыши имеют следующий химический состав по основным окислам, мас.%: SiOz

34-44; AlzOz 8-13; Ре20э 3 — 12; СаО 10-18;

Mg 3 — 6; ЯОэ 3-18. Смесь приготавливают путем перемешивания компонентов, При затворении водой и твердении соединения обеспечивают высокие прочностные показатели искусственного массива как в раннем, так и в более позднем возрасте, 3 з,п. ф-лы, 2 табл, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Измельченные карбонатные породы вскрыши, обожженные при 1200 — 1300 С 9,0 — 25,2

Заполнитель 51,1 — 76,0

Вода Остальное

Причем карбонатные породы вскрыши. содержат 30 — 40% огипсованных мергелей и

60 — 70% известководоломитовых материалов, а огипсованные мергели имеют следующий химический состав по основным

1677340 окислам, мас. : SiOz 34 — 44,А! Оз 8-13, FezOz 3-12; СаО 10-18; МдО 3-6: ЯОз 3 — 18.

А известководоломитовые материалы карбонатных пород вскрыши имеют следующий химический состав по основным 5 кислам, мас. ; СаО 30 — 55; Mg0 1 — 22, SiOz ,01-5; AlzOa 0,005-1; FezOa 0.06-0,6.

При слоевых системах восходящего по,рядка к твердеющим смесям предъявляется требование по обеспечению прочности в 10 возрасте 3 — 4 сут 1,0 МПа. Содержание обожженных карбонатных пород вскрыши в закладке определено экспериментально и .,составляет 9 0 — "5,2 мас. .

Результаты помещены в табл.1, Содер- 15, жание в составах закладки обожженных по. род ниже 9 не обеспечивает заданных прочностных показателей. Содержание в составах закладки обожженных пород выше

25,2 нецелесообразно, так как необходи- 20 мый предел прочности уже обеспечен.

Выбор температурного интервала для обжига осуществлен из следующих сообра жений. При обжиге карбонатных пород, содержащих огипсованные мергели и 25 известково-доломитовые материалы при

1200 — 1300 С, происходит их реакция в твердой фазе с образованием трехкальцие вого. силиката, двухкальциевого силиката, алюмоферрита кальция, сульфата кальция и 30 щелочных магниевых силикатов. При затворении водой и твердении указанные.соединения обеспечивают высокие прочностные показатели искусственного массива как в раннем, так и в более позднем возрасте. 35

Температура обжига менее 1200 С не--. достаточна для осуществления реакции между силикатом и карбонатом с образованием двухкальциевых, трехкальциевых силикатов и т;и, При температуре выше 40

1300 С окись магния преимущественно переходит в периклаз — вещество инертное, что отрицательно сказывается на активности вяжущего.

Соотношение огипсованных мергелей и 45 . известководоломитовых материалов карбонатных пород вскрыши подбиралось таким образом, чтобы максимально связать окислы магния и кальция в силикаты, алюмоферриты кальция и щелочные магниевые 50 силикаты, алюминаты.

Наиболее рациональное соотношение составляющих обожженных пород установлено опытным путем. При содержании в обожженных карбонатных породах вскры- 55 ши огипсованных мергелей, основной компонент которых SiOz, более 40 или менее

30 и известководоломитовые материалы, основной компонент которых СаО и Mg0, более 70 или менее 60 нарушается равновесие системы, основанное на сочетании окислов в двухкальциевые силикаты 2

СаО SiOz, трехкальциевые силикаты ЗСаО .SiOz, алюминаты кальция 5СаО AlzOa, и т.п. соединения, Это влечет за собой снижение прочности закладки в ранем возрасте, Карбонатные породы вскрыши являются отходом производства и имеют пластовое залегание. До отметки +25 м породы представлены мергелями, преимущественно огипсованными. Мергели имеют следующий химический состав по основным окислам, мас, SiOz 34 — 44; А! Оз 8 — 13;

FezOa 3 — 12: СаО 10-18; MgO 3 — 6, 50з 3-18.

Ниже отметки +25 м залегают прочные материалы карбонатных пород; доломиты, известняки и их разновидности, Доломитоизвестняковые материалы имеют следующий химический состав по основным окислам, мас. ; СаО 30 — 55; MgO 1-22; SiOz

0,01-5: AlzOz 0,005 — 1; Ее20з 0,06 — 0,6, В качестве заполнителя могут использоваться природные материалы и отходы производства. Так, в табл.1 в составах 1 — 5, 10, 11 в качестве заполнителя закладки использованы дробленые породы вскрыши и хвосты обогащения.

Химический состав пород приведен в табл,2, Высокая прочность дробленых пород и их низкая удельная поверхность требуют меньшего расхода обожженных пород для достижения равных прочностных показателей по сравнению с составами на мелкозернистых песках, используемых в качестве заполнителя в составах 6-9 (табл,1). Однако в местных условиях использование мелкозернистых песков не требует высоких капитальных вложений, Поэтому составы 1 — 5 и

6-9 в местных условиях равнозначны с экономической точки зрения. Количество заполнителя рассчитано из условия получения

1 и 3 м твердеющей закладки при заданном расходе обожженных пород и количестве воды, обеспечивающем необходимую подвижность, Формула изобретения

1, Смесь для закладки выработанного пространства, содержащая вяжущее, заполнитель и воду, отличающаяся тем, что, с целью снижения стоимости смеси за счет замены цемента отходами производства, она в качестве вяжущего содержит измельченные карбонатные породы вскрыши, обожженные при 1200 — 1300 С при следую-щем соотношении компонентов, мас., .

Измельченные карбонатные породы вскрыши, обожженные

1677340

Таблица результаты испытаний технологических параметров

Состав и

Техноло>ч>ческие параметры закладки

Состав закладки, мас.I

Обовкенные породы

Заполнитель

Козффнцнент расслаиваемости

Предел прочности прн синтии, мПа, через

Предельное напрявение сдвига, кг o/>>

Проеденные Хвосты породы обогаце нь>е

Иелкозе Зола ннстый песок

3 сут 28 сут

О,Ь

11,8

0,5

14,4 1,30

t5 0 1,29

15,8 1,25

17,4 1,20

34,6 43,0 8,0

9,0

3 10,5

I 3

1,0

12,0

42,8

33,2

1,8

I,0

12,8

32,0

41 ° 7

4 13,6

5 19,0

6 21,0

13,4

1,4

3,0

28,5 40,5

27,4 35,4

6,0

3,5

15,8

16,8

2,7

1S>2 1,11 гг,о 1,10

2,0

57,0

7 25,2

8 26,1

5,9

6,1

17,2

23,7 1,10

24,0 1,09

1,10

17,2 1,20

17,5 1,22 .

51,1

6,8

4,2

18, I

49,9

1,6

17,0

0,11

75,0

40,7

40,8

23,1

2,Ь

0,8

l2,8

13 2

28,5

13,6

2,7

0>7

28,1

1! 13,6

Подвив ость смесей 11 à>.

Прототип, в составе дополнительно содерхнтся 1,9» лортландцемента, пересчет компонентов, как н в прототипе, без учета расхода воды.

Таблица 2

Химический состав используеных пород

Содерхание окислов, мас.I р oo>.- Материал тана в табл.!

А1аОа Реебз СаО И80 ЗО» К»0 Na»0 п.п.а..

Siaa

Огнлсованный мергель

l, 7

12,43 3,27 0,71 14 >12

0,39 0,04 0,13 46,01

5,44 15,55

4,96

34 ° 32 9,20

Известковоцдолом>г товые породы

21,52

0,t7 30,61

0,09

0,14

3, 17 0,54 15,30

Огнпсованный мер гель

2,6,8

35,04 9 ° 71

9,66

4,16

17,71

4,71

Известково !to»o>o>товые породы

0,07 0,15 42,28

43,55 8,90

16,05 5 19

2,71

0,21

0,2

1,93

3,4,5, 10, 11

3>16 65 0 66 15>00

Огнпсонанный мергель

3,70

43,24 10,36

51,02 3,9Ь

Известково-доломитовые породы

43,96

0,38

0,23

0,18

0,27

oi>.

Составитель Н.Чертова

Редактор М,Келемеш Техред М,Моргентал Корректор Т,Палий

Заказ 3097 Тираж 2 6 б . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 при 1200-1300 С 9,0 — 25,2

Заполнитель 51,1 — 76,0

Вода Остальное

2. Смесь по и 1, отличающаяся тем, что карбонатные породы вскрыши со- 5 держат 30-40 огипсованных мергелей и

60-70 известково-доломитовых материалов, 3. Смесь по п.2, отличающаяся тем, что огипсованные мергели карбонат- 10 ных пород вскрыши имеют следующий химический состав по основным окислам, мас. : Sl02 34-44;А!2Оз 8-13; Fe90a 3-12:

СаО 10 — 18; MgO 3 — 6; ЯОз 3 — 18.

4. Смесь по и 2, отличающаяся тем, что известководоломитовые материалы карбонатных пород вскрыши имеют следующий химический состав по основным окислам, мас. : СаО 30-55; MgO 1-22; $102

0,01-5; AlzOa 0,005-1; Fez03 0,06-0,6.