состав закладочной смеси и способ ее изготовления

Формула изобретения

1. Состав смеси для закладки выработанного пространства, включающий отходы процессов обогащения, известь, лигносульфонат натрия и воду, отличающийся тем, что в качестве указанных отходов содержит текущие хвосты флотационного обогащения полиметаллических руд с влажностью менее 30% при следующем содержании компонентов, кг/м³:

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 м3.

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что он содержит известь крупностью не более 10 мм.

3. Способ изготовления смеси для закладки выработанного пространства в соответствии с любым из пп.1 и 2, заключающийся в том, что текущие хвосты флотационного обогащения полиметаллических руд сушат до содержания влаги менее 30%, лигносульфонат натрия предварительно растворяют в воде, а затем осуществляют его смешивание с осушенными хвостами и известью.

Описание изобретения к патенту

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.

Наиболее близкий к предложенному состав смеси для закладки выработанного пространства раскрывается в патенте RU 2327874 и содержит следующие компоненты в следующем количестве на 1 м³:

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 м3

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.

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/м³:

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 м3

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:

- текущие хвосты флотационного обогащения полиметаллических руд с влажностью менее 30% - 1800-2010 кг/м³;

- известь крупностью -10 мм - 80-120 кг/м³;

- лигносульфонат натрия технический - 1,2-1,5 кг/м³ .

- 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 3	до 1 м3	до 1 м3

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.