×
20.02.2014
216.012.a2d3

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПОРИЗОВАННОЙ ТВЕРДЕЮЩЕЙ СМЕСИ ДЛЯ ЗАКЛАДКИ ВЫРАБОТАННОГО ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к горному делу, в частности к закладке выработанного пространства. Техническим результатом является сокращение расхода вяжущего при достаточной прочности закладочного массива. Предложен способ приготовления поризованной твердеющей смеси для закладки выработанного подземного пространства, включающий совместное дробление и измельчение минерального заполнителя и вяжущего в конусной инерционной дробилке, механоактивацию полученной смеси, затворение смеси водой и подачу ее в закладываемое пространство. При этом механоактивацию смеси осуществляют до затворения ее водой при величине дробящего усилия (4÷8)·10 Н. А перед подачей в закладываемое пространство в закладочную смесь вводят пену.
Основные результаты: Способ приготовления поризованной твердеющей смеси для закладки выработанного подземного пространства, включающий операции совместного дробления и измельчения минерального заполнителя и вяжущего в конусной инерционной дробилке, а также механоактивацию полученной смеси, затворение смеси водой и подачу ее в закладываемое пространство, отличающийся тем, что механоактивацию смеси осуществляют до затворения ее водой при величине дробящего усилия (4÷8)·10 Н, а с целью снижения расхода вяжущего, в закладочную смесь перед подачей в закладываемое пространство вводят пену, обеспечивающую увеличение объема закладочной смеси за счет образования воздушных пор.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологии разработки полезных ископаемых подземным способом с закладкой выработанного пространства и посвящена приготовлению твердеющих закладочных смесей из разных компонентов, в т.ч. вяжущего (цемент), дополнительного вяжущего (доменный шлак) и инертных заполнителей (щебень, песок, хвосты обогащения руд и т.п.).

Известно множество способов приготовления твердеющих смесей для закладки выработанного пространства (далее - закладочных смесей) из инертною материала и вяжущего. Но наиболее эффективными считаются те, в которых достигается экономия дорогостоящего вяжущего (цемента) с сохранением хороших прочностных характеристик.

Одним из направлений является механическая активация компонентов смеси. Механически активированная поверхность вяжущего (цемента, доменного шлака) обладает активными центрами (разорванные связи молекул и атомов, свободные электроны и т.п.), которые в смеси активно образуют многочисленные прочные связи, за счет чего прочность закладочного массива существенно повышается и обеспечивается снижение расхода вяжущего при одинаковой прочности.

Другое перспективное направление снижения расхода вяжущего, до сих пор не применявшееся в практике закладки выработанного пространства, - поризация закладочной смеси. Исходя из строительной практики можно утверждать, что применение поризованных закладочных смесей значительно повысит эффективность использования вяжущего.

Проведенные опыты показали, что при приготовлении образцов из активированного цемента с использованием поризации требуется на 30-40% меньше цемента, чем в случае образцов, изготовленных из непоризованной смеси на основе обычного (неактивированного) цемента.

Известен способ приготовления бетонной смеси (Патент РФ 2093496, приоритет 30.11.1992), по которому бетонную смесь готовят по раздельной технологии. Сначала в смесителе-активаторе замешивают цемент с водой, обеспечив их турбулентное перемешивание и активацию электрическим током, а затем цементное тесто подают в бетоносмеситель и замешивают с заполнителем. Использование активированной бетонной смеси ускоряет темп набора прочности бетона. Прочность бетона в 28-суточном возрасте на 22-26% выше прочности бетона обычного приготовления.

Однако в этом способе нет усиленной активации вновь образованной поверхности цемента, поризация не осуществляется, поэтому не достигается экономия вяжущего в должной мере.

Известен способ приготовления закладочной смеси (Патент РФ 2096627, приоритет от 02.08.1995), в котором смесь компонентов проходит вибрационный грохот, дезинтегратор и направляется в вибромельницу, после которого закачивается в подземную выработку. Воду перед смешением компонентов активируют электромеханической обработкой.

Недостатком этого способа является высокая металло- и энергоемкость, что значительно увеличивает себестоимость приготовления закладочной смеси. Поризация не осуществляется, следовательно не достигается соответствующая экономия вяжущего.

Известен способ приготовления твердеющих закладочных смесей (Патент республики Казахстан KZ 16990, приоритет 15.05.2004), который принят за прототип, когда все компоненты (вяжущее, инертные заполнители, добавки) одновременно загружаются в рабочую камеру вместе с водой, где они дробятся, измельчаются, перемешиваются и активируются между поверхностями камеры. Готовая закладочная смесь перекачивается в закладочное пространство, где затвердевает.

Этот способ имеет повышенный расход вяжущего, т.к. поризация не осуществляется, а вместе с исходными компонентами в рабочую камеру подается вода, оказывающая эффект «пассивации», т.е. ослабляется энергонапряженность образующихся активных центров. Таким образом, при прохождении материала между конусами не происходит механической активации в достаточной степени.

Задачей предлагаемого изобретения является сокращение расхода вяжущего при достаточной прочности бетонного камня.

Техническим результатом является использование эффекта поризации при приготовлении закладочной смеси и повышение степени активации ее компонентов, с сохранением прочности закладочного массива.

Для решения этой задачи предлагается готовить закладочную смесь в компактном устройстве, состоящем из конусной инерционной дробилки и высокоскоростного смесителя непрерывного действия. В загрузочный бункер конусной инерционной дробилки при дробящем усилии (4÷8)·105 Н дозированно подаются в сухом виде вяжущее (цемент), дополнительное вяжущее (доменный шлак) и инертный заполнитель. В дробилке осуществляется дробление и измельчение заполнителя и дополнительного вяжущего (шлака), обновление поверхности вяжущего, механоактивация заполнителя и вяжущего, сухое перемешивания компонентов смеси.

Пределы воздействующих усилий на материал объясняются следующим. Агрегаты, традиционно используемые для приготовления закладочных смесей, например барабанные мельницы (стержневые и шаровые), развивают разрушающее усилие меньше 4·105 Н, соответственно в них не происходит значимая механическая активация. Для обеспечения механической активации дробящее усилие должно быть больше 4·105 Н. Это может быть обеспечено в конусной инерционной дробилке. Прикладывать усилия выше 8·105 Н не имеет смысла, т.к. при этом имеется вероятность нарушения кристаллической решетки минералов, они могут перейти в аморфное состояние, и весь эффект механической активации исчезнет. Полученную на выходе из дробилки смесь затворяют водой с перемешиванием в высокоскоростном смесителе непрерывного действия. С целью снижения расхода вяжущего и заполнителя в закладочную смесь перед подачей в закладываемое пространство вводят пену, обеспечивающую образование в твердеющей смеси пор, составляющих 10-20% от объема твердеющей смеси. Поризованная закладочная смесь направляется в закладываемое пространство.

Предлагаемая схема позволяет, с одной стороны, снизить расход цемента за счет поризации смеси, а с другой - повысить прочность получаемого из смеси массива за счет максимального эффекта механоактивации, поскольку в сухом виде исключается пассивация материала при дроблении и обеспечивается повышенная энергонапряженность воздействия на материал. Двухступенчатое перемешивание обеспечивает гораздо лучшую по сравнению с прототипом однородность смеси.

Примеры осуществления способа

1) В загрузочный бункер конусной инерционной дробилки КИД-300 дозированно загружали исходные компоненты в количестве (на 1 м3 готовой смеси): диабаза-999 кг, шлака-207 кг, цемента-67 кг. На выходе из дробилки получили 1273 кг сухой механоактивированной смеси, которую затем направили в высокоскоростной смеситель непрерывного действия, куда для вовлечения воздуха в смесь одновременно подавали пену на основе синтетического пенообразователя Ареком-4, а также воду в количестве, необходимом для доведения смеси до требуемого объема 1 м3. В результате получили пористую однородную высококачественную закладочную смесь.

Таким образом, для приготовления 1 м3 смеси с кубиковой прочностью 5 МПа на 180 день твердения и объемом пор 10% по предлагаемому способу потребовалось: диабаза - 999 кг, шлака - 207 кг, цемента - 67 кг.

Для сравнения приготовлена смесь по способу совместного мокрого помола компонентов (как в прототипе). При этом для приготовления 1 м3 смеси с кубиковой прочностью 5 МПа на 180 день твердения потребовалось: диабаза - 930 кг, шлака - 300 кг, цемента - 150 кг.

За счет комбинации эффекта механоактивации и поризации смеси расход шлакового вяжущего снизился на 32%, расход цемента - в 2,2 раза.

2) В загрузочный бункер конусной инерционной дробилки КИД-300 дозированно загружали исходные компоненты в количестве (на 1 м3 готовой смеси): диабаза - 1287 кг, цемента - 122 кг. На выходе из дробилки получили 1409 кг сухой механоактивированной смеси, которую затем направили в высокоскоростной смеситель непрерывного действия, куда для вовлечения воздуха в смесь одновременно подавали пену на основе синтетического пенообразователя Ареком-4, а также воду в количестве, необходимом для доведения смеси до требуемого объема 1 м3. В результате получили однородную пористую высококачественную закладочную смесь.

Таким образом, для приготовления 1 м3 смеси с кубиковой прочностью 5 МПа на 180 день твердения и объемом пор 15% по предложенному способу потребовалось: диабаза - 1287 кг, цемента - 122 кг.

Для сравнения приготовлена смесь по способу совместного мокрого помола компонентов. При этом для приготовления 1 м3 смеси с кубиковой прочностью 5 МПа на 180 день твердения потребовалось: диабаза - 1330 кг, цемента - 235 кг.

За счет комбинации эффекта механоактивации и поризации расход цемента снизился на 48%.

Способ приготовления поризованной твердеющей смеси для закладки выработанного подземного пространства, включающий операции совместного дробления и измельчения минерального заполнителя и вяжущего в конусной инерционной дробилке, а также механоактивацию полученной смеси, затворение смеси водой и подачу ее в закладываемое пространство, отличающийся тем, что механоактивацию смеси осуществляют до затворения ее водой при величине дробящего усилия (4÷8)·10 Н, а с целью снижения расхода вяжущего, в закладочную смесь перед подачей в закладываемое пространство вводят пену, обеспечивающую увеличение объема закладочной смеси за счет образования воздушных пор.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 17.
20.08.2013
№216.012.5f76

Способ флотации сульфидных руд, содержащих благородные металлы

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационному выделению благородных металлов и сульфидных минералов с ассоциированными благородными металлами из измельченного сырья, и может быть использовано при флотационном обогащении золотосодержащих сульфидных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490070
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6101

Способ добычи металлов из хранилищ лежалых отходов обогащения полиметаллических руд

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки лежалых отходов обогащения полиметаллических руд. Техническим результатом является полная отработка хранилищ лежалых отходов обогащения, высвобождение территорий, занятых ими, комплексное использование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490465
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6108

Состав закладочной смеси и способ ее изготовления

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. Состав смеси для закладки выработанного пространства включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490472
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.09.2013
№216.012.7012

Способ сооружения глубоких профильных выемок с помощью взрывов на выброс

Изобретение относится к горной промышленности и строительству. Способ сооружения профильных выемок в результате взрывов на выброс включает проходку выработок, размещение в них зарядов взрывчатого вещества и взрывание. Заряды взрывчатых веществ размещают в несколько ярусов по высоте, а взрывание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494341
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.10.2013
№216.012.738d

Способ подготовки рудных тел на месте залегания к выщелачиванию полезных компонентов

Изобретение относится к области геотехнологии и может быть использовано для подземного выщелачивания металлов из руд, в частности к подготовке рудных тел на месте залегания к выщелачиванию. Способ подготовки рудных тел к выщелачиванию полезных компонентов на месте залегания включает закладку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495238
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.7394

Способ разработки рудных месторождений

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для подземной разработки рудных месторождений. Способ включает проходку комплекса вскрывающих, подготовительных и нарезных подземных горных выработок, отбойку и доставку руды, управление горным давлением, транспортирование, подъем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495245
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.05.2014
№216.012.c547

Способ пуска вибрационной машины с двумя самосинхронизирующимися дебалансными вибровозбудителями

Изобретение относится к горной промышленности. Способ пуска вибрационной машины с двумя самосинхронизирующимися дебалансными вибровозбудителями, установленными на мягкоамортизированном несущем теле, заключающийся в том, что пуск электродвигателей производят поочередно, причем сначала включают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516262
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.05.2015
№216.013.4a9c

Вибрационный грохот

Изобретение относится к устройствам для разделения сыпучих материалов по крупности и может быть использовано в металлургической, химической, горно-обогатительной, пищевой промышленности, а также в сельскохозяйственном производстве и при производстве строительных материалов. Вибрационный грохот...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550607
Дата охранного документа: 10.05.2015
27.10.2015
№216.013.89d2

Способ оценки структурно нарушенных и удароопасных массивов горных пород

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при оценке структурно нарушенных и удароопасных массивов горных пород и прогноза развития деформационных процессов. Способ включает оборудование гипсово-скважинной наблюдательной станции в подземной горной выработке. По контуру...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566885
Дата охранного документа: 27.10.2015
27.01.2016
№216.014.bcd7

Способ разгрузки удароопасных и структурно нарушенных участков месторождений

Изобретение относится к горному делу, а именно к подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Способ включает бурение скважин по горным породам, размещение в них зарядов ВВ, формирование зоны разрушенных пород взрыванием пород. Из подходных выработок пробуривают скважины для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573663
Дата охранного документа: 27.01.2016
Показаны записи 1-10 из 21.
20.08.2013
№216.012.5f76

Способ флотации сульфидных руд, содержащих благородные металлы

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационному выделению благородных металлов и сульфидных минералов с ассоциированными благородными металлами из измельченного сырья, и может быть использовано при флотационном обогащении золотосодержащих сульфидных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490070
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.10.2013
№216.012.7394

Способ разработки рудных месторождений

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для подземной разработки рудных месторождений. Способ включает проходку комплекса вскрывающих, подготовительных и нарезных подземных горных выработок, отбойку и доставку руды, управление горным давлением, транспортирование, подъем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495245
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.05.2014
№216.012.c547

Способ пуска вибрационной машины с двумя самосинхронизирующимися дебалансными вибровозбудителями

Изобретение относится к горной промышленности. Способ пуска вибрационной машины с двумя самосинхронизирующимися дебалансными вибровозбудителями, установленными на мягкоамортизированном несущем теле, заключающийся в том, что пуск электродвигателей производят поочередно, причем сначала включают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516262
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.05.2015
№216.013.4a9c

Вибрационный грохот

Изобретение относится к устройствам для разделения сыпучих материалов по крупности и может быть использовано в металлургической, химической, горно-обогатительной, пищевой промышленности, а также в сельскохозяйственном производстве и при производстве строительных материалов. Вибрационный грохот...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550607
Дата охранного документа: 10.05.2015
27.10.2015
№216.013.89d2

Способ оценки структурно нарушенных и удароопасных массивов горных пород

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при оценке структурно нарушенных и удароопасных массивов горных пород и прогноза развития деформационных процессов. Способ включает оборудование гипсово-скважинной наблюдательной станции в подземной горной выработке. По контуру...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566885
Дата охранного документа: 27.10.2015
27.01.2016
№216.014.bcd7

Способ разгрузки удароопасных и структурно нарушенных участков месторождений

Изобретение относится к горному делу, а именно к подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Способ включает бурение скважин по горным породам, размещение в них зарядов ВВ, формирование зоны разрушенных пород взрыванием пород. Из подходных выработок пробуривают скважины для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573663
Дата охранного документа: 27.01.2016
27.04.2016
№216.015.3a35

Внутрискважинный способ определения зон повреждения горных пород

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород, выявления местоположения зон повреждения пород и характера их распространения для обеспечения устойчивости обнажений горных выработок и очистного пространства...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002583032
Дата охранного документа: 27.04.2016
13.01.2017
№217.015.7346

Внутрискважинный способ определения направления действия и значений главных напряжений

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения направления действия и значений главных напряжений в горном массиве, оценки напряженно-деформированного состояния массива горных пород, выявления местоположения зон повреждения пород и характера их распространения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598009
Дата охранного документа: 20.09.2016
25.08.2017
№217.015.bc69

Вибрационный грохот

Изобретение относится к устройствам для разделения сыпучих материалов по крупности и может быть использовано в горной, металлургической, строительной отраслям промышленности и т.п. Вибрационный грохот содержит установленный на упругих опорах несущий короб с днищем и бортами и кинематически...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616042
Дата охранного документа: 12.04.2017
25.08.2017
№217.015.d0e6

Вибрационная щековая дробилка

Изобретение предназначено для дробления твердых материалов в горнорудной, металлургической и строительной отраслях промышленности. Вибрационная щековая дробилка содержит рамную подпружиненную опору (2), два дебалансных вибратора (9,10) и две дробящие щеки. Корпус установлен на опоре. Между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621357
Дата охранного документа: 02.06.2017
+ добавить свой РИД