Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Изученность проблемы; цели и задачи исследования 7
1.1. Развитие технологии твердеющей закладки. 7
1.2. Системы разработки с закладкой 8
1.3. Составы смесей для твердеющей закладки 15
1.4. Отходы обогащения в закладке и их подготовка 24
1.5. Транспорт твердеющих смесей. 26
1.6. Высокоплотные закладочные смеси 32
1.7. Цели и задачи исследований 35
ГЛАВА 2. Обоснование нормативных характеристик закладочного массива 37
2.1. Методика исследований 37
2.2. Определение нагрузок на закладку 38
2.3. Определение нормативной прочности закладки. 45
2.4. Требования к закладочному массиву 50
2.5.Характеристика заполнителя- отвальных продуктов обогатительной фабрики комбината «печенганикель» 53
ГЛАВА 3: Разработка состава и способ приготовления закладочной смеси ; 56
3.1. Характеристика вяжущих компонентов закладочной смеси . 56
3.1.1. Характеристика портландцемента 56
3.1.2. Характеристика нефелинового концентрата и гель-технологии. 56
3.1.3. Характеристика металлургического ишака 61
3.1.4. Серная кислота. 61
3.2. Технология проведения экспериментов . 64
3.3; Прочностные свойства закладки 72
3.4. Анализ результатов проведенных экспериментов. 75
ГЛАВА 4. Технология закладочных работ 82
4.1. Общие положения по технологии закладки 82
4.2. Системы разработки и технология закладки на руднике «северный -глубокий» 84
4.3. Исследование транспортабельности закладочной смеси 86
4.4. Технология приготовления закладочных смесей 91
4.5. Технология возведения закладочного массива 93
4.6. Рекомендуемые системы разработки 95
4.7. Технико-экономическая оценка закладочных работ 101
Заключение 106
Список литературы 109
- Системы разработки с закладкой
- Определение нагрузок на закладку
- Технология проведения экспериментов
- Системы разработки и технология закладки на руднике «северный -глубокий»
Введение к работе
Актуальность работы. Сложившееся экономическое положение на горнодобывающих предприятиях РФ предопределяет направление исследовательских и конструкторских работ на поиск, обоснование параметров и разработку технологий, предусматривающих снижение затрат на добычу при высоком уровне количественных и качественных показателей извлечения полезного ископаемого из недр.
Этим требованиям отвечают системы разработки с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями на основе местных материалов, применение которых позволяет решить задачи по улучшению качества, при низких потерях добываемой руды.
Технологии с закладкой выработанного пространства получают всё
большее распространение. Это связано с углублением горных работ и
.усложнением горно-геологических при подземной разработке
месторождений полезных ископаемых Закладка выработанного
пространства твердеющими смесями позволяет управлять горным давлением и повышать безопасность ведения горных работ, вести одновременную отработку месторождения: подземным и открытым способами, а также снизить негативное влияние горного производства на окружающую среду. Использование местных природных материалов и отходов производства позволит существенно сократить затраты не только на закладочные работы, но и на содержание различного рода отвалов и хвостохранилищ, соответственно уменьшив площади земель для горных отводов.
На ряде горнодобывающих предприятий цветной металлургии1 использование хвостов; обогащения при формировании твердеющих массивов сдерживается* в связи с присутствием в них сульфидов, оказывающих разупрочняющее воздействие на закладку, в которой в качестве вяжущего компонента используют цемент. Для полноценного, без существенных ограничений, использования в закладке хвостов обогащения
необходимо нейтрализовать отрицательное воздействие сульфидов на ее прочность.
К перспективным, отвечающим изложенным.требованиям материалам, можно отнести нефелиновые концентраты, которые при соединении с раствором серной кислоты образуют гель, нейтрализующий сульфиды, ив тоже время, обладающий вяжущими свойствами. Такая технология формирования закладочных массивов до настоящего времени не применялась, поэтому необходимо подобрать рациональное соотношение компонентов в составе смеси, изучить свойства получаемой закладки, определить технологическую схему производства закладочных работ и её эффективность.
В: связи с этим, обоснование и разработка процессов подготовки и формирования монолитных закладочных массивов на основе сульфидосодержащих хвостов обогащения с использованием гель-технологии является актуальной научной и практической задачей, имеющей важное значение для горного производства.
Цель работы — обоснование состава и технологии формирования закладочных массивов на основе лежалых и текущих сульфидосодержащих отходов обогащения.
Идея работы заключается в использовании гель-технологии для нейтрализации разупрочняющего воздействия сульфидов на закладку.
Научные положения, разработанные лично автором, и их новизна:
установлена принципиальная возможность применения: гель-технологии для; нейтрализации эффекта разупрочнения сульфидами формируемых на основе отходов обогащения монолитных закладочных массивов;
при приготовлении геля для закладки концентрация серной кислоты в растворе не должна превышать 17%, а количество нефелинового концентрата следует определять в соответствии с
требуемыми нормативными характеристиками закладочного массива; при использовании гель-технологии рациональный состав закладочной смеси определяют с учетом времени транспортирования закладочной смеси до места ее укладки при раздельной подаче цементной составляющей вяжущего. Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются использованием современных методов аналитических и экспериментальных исследований, включающих лабораторные исследования, анализ: экспериментальных данных с применением методов математической статистики, удовлетворительной сходимостью расчетов и результатов экспериментов (расхождение до 15%).
Научное значение работы состоит в получении и оценке зависимостей показателей свойств закладки на основе хвостов обогащения и нефелинового концентрата, выборе методов и параметров формирования монолитных (твердеющих) закладочных массивов.
Практическое значение работы заключается в разработке состава и технологической схемы подготовки и формирования закладочных массивов смесями на основе хвостов обогащения и нефелинового концентрата с использованием гель-технологии.
Реализация работы. Разработанные в: диссертации технологические решения и рекомендации приняты к применению на руднике «Северный» и направлены для использования в проектные институты и предприятия.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались, и обсуждались > на конференциях «Неделя горняка» (г. Москва;. 2001-2004гг.),. молодежных конференциях Mil У (г. Москва, 2001-2003гг.), заседаниях кафедры ТПР МГГУ (г. Москва, 2002-2004гг.).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в бнаучных статьях.
Хайрутдинов М.М., Хайрутдинова В.Н., Соболев СЮ. Выбор закладочного материала при условии снижения затрат и сохранения нормативных характеристик.- М.: Горный информационно-аналитический бюллетень, № 8,2001. - С. 243-246.
Хайрутдинов М.М., Малионок П. А., Хайрутдинова В.Н. Влияние реологических свойств раствора на глубину проникновения. - М.: Горный информационно-аналитический бюллетень, № 11, 2001. - С. 110-112.
Хайрутдинов М.М., Малионок П. А., Хайрутдинова В.Н. Инъекционный способ поддержания выработанного пространства. - М: Горный информационно-аналитический бюллетень, №11, 2001. - С. 112-116.
Савич И.Н., Хайрутдинова В.Н. Формирование монолитных закладочных массивов с применением гель-технологии. - М.: Горный информационно-аналитический бюллетень, № 3,2003. - С. 100.
Савич И.Н., Хайрутдинова В.Н. Свойства закладочных массивов на гелевой основе. - М.: Горный информационно-аналитический бюллетень, № 4, 2003. - С. 129-130.
Хайрутдинова В.Н. Состав и свойства закладочной смеси с сульфидосодержащими хвостами обогащения. - М.: Горный информационно-аналитический бюллетень, 2004г.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 114 страниц машинописного текста, 27 рисунков, 22 таблицы, список литературы из 72 наименований.
Системы разработки с закладкой
Основными системами разработки с закладкой выработанного пространства, которые применяют в зависимости от горнотехнических условий, в настоящее время являются: горизонтальные слои с закладкой; варианты камерной системы разработки с закладкой; варианты подэтажно-камерной системы разработки с закладкой. нисходящие слои с закладкой; При ведении работ камерно-целиковыми системами с последующей закладкой рудное поле разбивается либо на панели, либо на этажи, которые вынимаются стадийно камерами первой, второй, третьей и т.д. После отработки каждая камера заполняется твердеющими смесями. В отдельных случаях применяют комбинированную закладку, когда камеры второй или третьей очереди заполняют сухой или гидрозакладкой [2,11,21,40,57,64]. Таким образом, разрабатывались проекты ведения горных работ варианты этажно-камерных систем для Гайского ГОКа, Текелийском руднике, на рудниках Иртышского ГМК, руднике «Маяк». Вариант камерной системы разработки с подэтажной отбойкой и закладкой представлен на рис 1.1. Подготовка блока к выемке заключается в проходке откаточных Рис. 1.1. Камерная система разработки с подэтажной выемкой и твердеющей закладкой: / - штрек откаточный і основного горизонта; 2 - погрузочный орт; 3 - камера ВДПУ; 4 - рудоспуск; 5 - штрек промежуточного горизонта; 6- закладочный орт; 7 - буровые орты. ортов, штреков; выработок подэтажа и выработок днища. Панель делят на камеры первой и второй очередей. Ширина камеры зависит от устойчивости рудного и искусственного массивов и составляет от 10 до 15м. Отбойку руды в камерах второй и третьей очереди начинают после того, как в ранее заложенной г смежной камере закладка достигнет прочности 4-5 МПа. Камеры, находящиеся в одновременной работе, всегда должны быть разделены массивом руды или закладки шириной не менее 15 м. Руду в камерах отбивают веерами скважин глубиной до 25 м и диаметром до 105 мм. Оси камер нижнего этажа смещают на половину ширины верхних камер с целью придания кровле сводчатой формы и снижения потерь руды. Начало ведения работ и подготовка заключается! в проведении выработок для выпуска и» доставки руды, а также для сообщения и проветривания. Размеры первичных и вторичных камер обычно принимают равными друг другу. В камерах руду отбивают вертикальными слоями скважинными зарядами. Закладку первичных камер и нижней части, вторичных на высоту 8-12 м ведут смесями с повышенным t содержанием вяжущего, чтобы обеспечить необходимую устойчивость при) последующем обнажении; искусственного массива. Верхнюю часть вторичных камер обычно заполняют смесью с пониженным содержанием вяжущего. Слоевые системы разработки применяют на Северо-Уральских бокситовых рудниках, на рудниках Норильского ГОКа, и ряде других месторождений в России и за рубежом [2,57,64]. В основном эту технологию в вариантах с восходящей и нисходящей выемкой используют при выемке рудных тел в сложных горно-геологических условиях, а также при добыче руды высокой ценности.. Слоевая і система; с нисходящим порядком выемки приведена на) рисунке 1.3.
Эта і система применяется преимущественно для;; выемкинеустойчивых ценных: руд: Отрабатывают слой заходками изг ортов? (штреков), пройденных по границам блоков. Высота слоя от 3 до 8 м, ширина; заходок 3-8 м, в зависимости от устойчивости закладочного массива. Наклон заходок 3-Ю0- должен превышать угол растекания закладочной смеси. Заходки в смежных слоях смещают по? отношению друг к другу, чтобы затвердевший материал не обрушался по их границам при подработке:Слоевая выемка в восходящем порядке приведена на рисунке 1.4.
Подготовительно-нарезные работы включают проходку откаточных и вентиляционно-закладочных штреков, рудоспусков, транспортных уклонов и слоевых штреков. Рудное тело в пределах выемочного блока разбивают на слои шириной 4-8 м и высотой 3-4 м. Слои отрабатываются потолкоуступным забоем с отбойкой руды шпурами. ,На бурении и доставке используется самоходное оборудование.
В настоящее время на рудниках цветных металлов доля твердеющей закладки составляет 90% в общем объеме закладочных работ. Вновь проектируемые предприятия с применением этой технологии имеют в своей основе преимущественно системы разработки с твердеющей закладкой. Некоторые технические показатели закладочных работ на предприятиях России представлены в таблице 1.2.
Вопросами связанные с применением систем разработки с твердеющий закладкой, выбором материалов и составом закладочных смесей,, технологии и механизации их приготовления, транспортировки и укладки в выработанное пространство, контроля состояния искусственного массива занимались многие ученые. Известны работы М.ИіАгошкова, С.А.Атманских, О.А.Байконурова, Д.М. Бронникова, М.И.Вескова, И.Е.Ерофеева, Н.Ф.Замесова, Е.П.Зуркова, В.П.Кравченко, В.Т.Кравченко, В.В.Куликова, К.В.Мирошника, В.В.Руденко, М.Н.Цыгалова, З.В.Якобсона, Г.М.Белова, А.Н.Меркулова, И.Т.Слащилин, Д.М.Казикаева,. Н.И.Аксенова, Л.А.Крупника, В.Н.Калмыкова, М.Г.Сулейманова, А.П.Илюшина, В.Т.Белых, Г.В.Соколова и др. [9,10,11,27,28,46,58]При проведении исследований установлены закономерностиформирования искусственных закладочных массивов,
Определение нагрузок на закладку
Анализ результатов исследований физико-механических свойств рудыи вмещающих пород, проводившихся в период разведки и эксплуатации на различных участках Восточного рудного узла Ждановского месторождения, показывает практически их полную идентичность.
Основные параметры рудных тел, слагающих месторождения, представлены в табл. 2.1. Плотность руд и пород изменяется в пределах 3,5 до 2,7 т/м , модуль Юнга -12 до 7 "10"4 МПа, всестороннего сжатия -10 до 6 "10"4 МПа.
Прочностные характеристики руд и вмещающих пород определяют устойчивость по параметру предельных напряжений. Однако решающую роль при оценке устойчивости массива в целом имеет структурный фактор, учитываемый коэффициентом структурного ослабления.
В табл. 2.2. приведены расчетные данные прочности пород в массиве сучетом коэффициента структурного ослабления.Расчет нормативных характеристик закладки для условий Ждановского месторождения проводим по известным методикам, основные используемые положения которых приведены ниже.
На массив закладки в зависимости от условий применения воздействуют статические (гравитационные и, тектонические) силы и динамические (от взрывных работ) нагрузки, накладывающиеся на имеющееся статическое поле напряжений. Искусственные массивы могут испытывать деформации сжатия, растяжения, сдвига, изгиба и «работать» в условиях одноосного, двухосного и объемного сжатия. Универсальной характеристикой закладки считают ее прочность, при одноосном сжатии по допустимому пределу которой и определяют нормативную прочность.
Требуемую прочность закладки рассчитывают по одному, а чаще нескольким факторам: устойчивости вертикального обнажения, горизонтальной подработке, допустимым деформациям закладки, возможности движения по ней оборудования. В; качестве нормативной прочности принимают наибольшую из рассчитанных.
Нагрузку на искусственный массив, его элементы в зависимости от гипотезы горного давления задают как вес породы в объеме свода естественного равновесия, слабого прослойка, столба пород до поверхности или находят через смещения вмещающих пород в условиях совместного деформирования горного и искусственного массивов. Кроме этого, учитывают стадийность выемки и пространственное положение рассчитываемого элемента. Размеры подработки массива горных пород при определении нагрузок на несущие опоры из закладки ограничивают пределами призабойной области пониженных напряжений в связи с отставанием формирования во времени и пространстве зоны опорного давления в закладочном массиве, плавностью оседания подработанных пород.
При применении камерных вариантов систем разработки на пологих и наклонных месторождениях в начальный период нагрузку от вышележащих пород воспринимают междукамерные и панельные рудные целики, которые взаимодействуют с окружающим массивом через зоны опорного давления. Искусственные опоры в этом случае нагружены собственным весом и весом пород в объеме свода обрушения или слоя слабых пород над рудным телом.
Закладка на этой стадии разработки повышает несущую способность междукамерных целиков.Таким образом, в период отработки оставшихся рудных междукамерных целиков основными несущими элементами являются рудные панельные (блоковые) целики, находящиеся в окружении искусственных.
По мере увеличения пролета подработки происходит нарастание деформаций в рудных и искусственных опорах, оседание налегающей толщи пород в условиях совместного деформирования комбинированных целиков. Продольная деформация комбинированного целика (A/zP,A/z3 ) от сжимающих нагрузок (м): где h - высота целика, м; у = png - удельный вес налегающих пород, Н/м ; рп -плотность пород, кг/м ; g - ускорение свободного падения, м/с ; Я—глубина разработки, м; Sn - площадь кровли, поддерживаемая целиком, м2; Бц - площадь поперечного сечения рудного целика, м2; Ер - модуль пропорциональности для руды, МПа.
Упрочняющее влияние закладки на рудные целики, находящиеся в окружении искусственных, оценивается коэффициентом упрочнения Ку, показывающим степень повышения несущей способности рудных опор;
Выемка; целиков, воспринимающих максимальные нагрузки ведет к нарастанию нагрузки на искусственный массив, деформирующийся; совместно с налегающей толщей пород. Процесс оседания кровли и обжатия закладки носит затухающий характер.
В подработанных породах формируется зона растягивающих напряжений, в которой происходит разупрочнение пород. Размеры зон и интенсивность расслоений являются функцией пролета подработки, угла наклона залежи, коэффициента бокового отпора. Влияние подземной выработки обычно распространяется на высоту 1,5 пролета обнажения.
Технология проведения экспериментов
При проведении экспериментов использовались различные сочетаниякомпонентов. Плотность образцов изменялась от 1600 до 2000 г/дм3 и соответствовала плотности закладки в натурных условиях равной 1600 — 2000 кг/м3 . Описание опытов дается в порядке их проведения. Некоторые эксперименты дублировались. Следует отметить, что при присутствии серной кислоты процесс идет с выделением тепла, при этом температура смеси составляет 48 - 52 С0.1. Готовили раствор 17% серной кислоты объемом 270 мл, в который добавляли 54 гр. нефелинового концентрата. Затем на флотационной машине ФМ - 1М производили; его перемешивание в течение 50 минут до полного растворения нефелина рис. 3.3. После этого в раствор нефелинового концентрата добавляли хвосты обогащения 1365 грамм, который также перемешивали до получения однообразной массы и заливали в кассеты,, в которых происходило схватывание и твердение.2. Готовили раствор 17% серной кислоты объемом 270 мл, в который добавляли 67,5 гр. нефелинового концентрата. После чего производили перемешивание в течение 50 минут до полного растворения нефелина. Затем в раствор добавляли хвосты обогащения массой 1406 гр., перемешивали и заполняли в подготовленные формы.Рис. 3.3. а - Флотационная машина ФМ - 1Мб - процесс перемешивания нефелинового концентрата3. Процесс подготовки и проведения эксперимента соответствовал предыдущему. Однако при перемешивании смеси произошло ее преждевременное схватывание (загеливание). Тем не менее, мы добавили хвосты массой 1406 гр. После перемешивания вручную, поскольку смесь можно было отнести к жесткой произвели укладку в формы.4. Готовили раствор 17% серной кислоты объемом 350 мл. Масса нефелинового концентрата составляла 70 гр., что соответствует соотношению 200 грамм/литр. Производили перемешивание данного раствора в течение 30 минут, до растворения нефелина. Затем засыпали 1406 гр. хвостов обогащения, и в качестве добавки залили 3,5 мл жидкого стекла. После перемешивания раствор разлили в формы.5. Готовили раствор 17% серной кислоты объемом 270 мл, в который добавили 50 гр. нефелинового концентрата и 50 гр. соли, 4 мл жидкого стекла, после чего производили перемешивание компонентов в течение 30 минут до полного растворения нефелина. Затем в раствор добавили 768 гр. хвостов обогащения и после перемешивания заливали в форму.6. Готовили раствор 17% серной кислоты объемом 270 мл, в который добавили 50гр. нефелинового концентрата и 50 гр. соли, после чего производилось перемешивание в течение 20 минут. После этого в раствор добавляли 768 гр. хвостов обогащения, перемешивали и заливали в формы.7. Готовили раствор 17% серной кислоты объемом 320 мл, в который добавлялось 50гр. нефелинового концентрата. После перемешивания в течение 30 минут в раствор добавляли 1023 гр. хвостов обогащения; Полученный раствор заливали в форму.8. Готовили раствор 17% серной кислоты объемом 270 мл. В негодобавляли 50гр. нефелинового концентрата. Перемешивали в течение 30минут, добавляли 1023 гр. хвостов обогащения. В процессе перемешиваниядобавили 4 мл жидкого стекла.9. Готовили раствор 17% серной кислоты в насыщенном растворе соли (330гр./л) объемом 270- мл. В него добавляли 67,5 гр. нефелинового концентрата. Производили перемешивание в течение 20 минут до полного растворения нефелина. После перемешивания в раствор добавили 3000 гр. хвостов обогащения. Так как смесь оказалась жесткой, добавили 100мл воды и залили в формы. 10. Готовили раствор 17% серной кислоты в насыщенном растворе соли (ЗЗОгр./л) объемом 270 мл. В него добавляли 67,5 гр. нефелинового концентрата. Производили перемешивание в течение 20 минут до полного растворения нефелина. После перемешивания в раствор добавили 1365 гр. хвостов обогащения. 11. Готовили раствор 17% серной і кислоты в насыщенном растворе соли (ЗЗОгрУл) объемом 300 мл. В него добавляли 75 гр. нефелинового концентрата. Производили перемешивание в течение 20 минут до полного растворения нефелина. После перемешивания в раствор добавили 1365 гр. хвостов обогащения. 12. Готовили раствор 17% серной кислоты в насыщенном растворе соли (330 гр./л) объемом 270 мл. В него добавляли 75 гр. нефелинового концентрата. Производили перемешивание в течение 20 минут до полного растворения нефелина. После перемешивания в раствор добавили 1365 гр. хвостов обогащения и 4 мл жидкого стекла. 13. Готовили раствор 17% серной кислоты в насыщенном растворе соли (330 гр./л) объемом 300 мл. В него добавляли 75 гр. нефелинового концентрата. Производили перемешивание в течение 20 минут до полного растворения нефелина. После перемешивания в раствор добавили 1365 гр. хвостов обогащения и 4 мл жидкого стекла. 14. Готовили раствор 17% серной кислоты в насыщенном растворе соли (330 гр./л) объемом 350 мл. В него добавляли 60 гр. нефелинового концентрата. Производили перемешивание в течение 20 минут до полного растворения нефелина. После перемешивания в раствор добавили 1280 гр. хвостов обогащения и 6 мл жидкого стекла. 15. Готовили раствор 17% серной кислоты объемом 480 мл. В него добавляли 120 гр. нефелинового концентрата. Производили перемешивание в течение 20 минут до полного растворения нефелина, после чего добавляли 20 гр. сгустителя. Затем добавляли 1200гр. хвостов обогащения, перемешивали и заливали в формы. 16. Готовили раствор 17% серной кислоты объемом 360 мл. В него добавляли 90 гр. нефелинового концентрата. Производили перемешивание в течение 20 минут до полного растворения нефелина, после чего добавляли 11 гр. сгустителя и 9 гр. (сульфата натрия) Na2SC 4 в порошке производя дальнейшее перемешивание. Затем добавляли 1350гр. хвостов обогащения, перемешивали и заливали в формы. 17. Готовили раствор 17% серной кислоты объемом 380 мл. В него добавляли 80 гр. нефелинового концентрата. Производили перемешивание в течение 20 минут до полного растворения нефелина, после чего добавляли 11 гр. сгустителя и 20 гр. (сульфата натрия) Na2SC 4, растворенного в 80 мл воды производя дальнейшее перемешивание. Затем добавляли 1300 гр. хвостов обогащения, перемешивали и заливали в формы.
Системы разработки и технология закладки на руднике «северный -глубокий»
Горнотехнические условия месторождения позволяют применить для разработки системы с естественным поддержанием очистного пространства, с обрушением, с искусственным поддержанием очистного пространства. Таким образом, основное влияние на выбор оказывала экономика? горного производства. В дальнейшем; при разработке глубоких горизонтов предполагается применять, системы с принудительным обрушением руд и вмещающих пород. В настоящее время на руднике «Северный» применяют камерные системы с двухстадийной выемкой и закладкой выработанного пространства: - этажно-камерная система с подэтажной отбойкой; - с магазинированием руды. Первый/ вариант применяют при разработке рудных тел мощностью свыше 3 метров, второй при мощности менее 3 метров. Выработанное пространство заполняют твердеющей и комбинированной закладкой. Ширина камер 20 — 40 метров, высота этажа - 60 метров. По рекомендациям институтов занимающихся разработкой закладочной смеси нормативная прочность в зависимости от способов образования выработанного пространства и параметров обнажения изменяется в широком диапазоне и составляет: - для этажно-камерной системы в зависимости от высоты обнажения: до 10м-1,0 МПа; 10-20м - 2,0 МПа; 20-3Ом - 3,0МПа; 30-40м - 4,0 МПа; свыше 40м - 5,0 МПа; - при системе горизонтальные слои с закладкой — 1,0 МПа; - при нисходящей слоевой выемке при высоте обнажения до 10м и ширине обнажения доЗ, 3-4, 4-6 и 6-8 прочность изменяется и составляет, соответственно, 2,0; 2,5; 4,0 и 6,0 МПа. В соответствии с этими рекомендациями на руднике «Северный», при заполнении первичных камер и днища вторичных камер нормативная прочность составляет 1-2 МПа и 4 МПа при заполнении оснований камер на участках с мощностью более 8 метров.
При возведении искусственных массивов на руднике «Северный» используют закладочный комплекс, представляющий собой совокупность оборудования и технических средств, используемых для приготовления, транспортирования и укладки закладочных материалов в выработанное пространство.
В связи с многообразием свойств инертных материалов и вяжущих веществ, пригодных для приготовления закладочных смесей, а также особенности их исходного состояния используют различные технологические схемы. В табл. АЛ. приведены основные типы технологических схем комплексов для1 приготовления и транспортирования твердеющих или гидравлических (бесцементных) смесей. В настоящее время на комбинате используют поверхностный и два подземных участковых закладочных комплекса. Поверхностный закладочный5 комплекс рудника «Северный» построен с учетом рекомендаций Горного института КФ АН СССР по применению шлако-цементного вяжущего и поверхностно-активных веществ. В качестве заполнителя закладочных смесей используется местный песок. В связи с истощением запасов местного песка рассматривалась возможность использования текущих хвостов обогащения. Транспортирование смесей происходит по трубам в самотечно-пневматическом режиме. Скорость движения растворов при самотечной транспортировке должна быть не менее 0,25 м/сек. Уменьшение скорости приводит к расслоению раствора в трубопроводе и образованию пробок. Нормальной скоростью считается 0,4 - 0,5 м/сек, а при пневматической транспортировке - 1,8-2,2 м/сек [38,39]. Транспортабельность закладочной смеси характеризуется пластичностью. Рациональная пластичность свежеприготовленной смеси, определяемая по величине погружения стандартного металлического конуса (СтройЦНИИЛа), должна составлять 8-12 см при транспортировке по трубам и 4-5 см (жесткие смеси) при доставке другими видами транспорта (в вагонетках, конвейерами, под действием силы тяжести и т.д.) Регулируется пластичность главным образом количеством воды, вяжущих веществ, а иногда применением специальных добавок - пластификаторов [60 - 62].
Одним из критериев транспортабельности является транспортная концентрация, под которой понимается соотношение фракции + 0,15 мм и — 0,15 мм.
Физическая сущность данного критерия заключается в том, что даже при наиболее плотной упаковке, частицы смеси должны иметь возможность перемещения относительно своих осей и друг друга. Смесь должна иметь определенный коэффициент раздвижки зерен заполнителя. Пространство между зернами заполнителя заполняется несущей средой.
Насыщение объема смеси крупными частицами характеризуется коэффициентом транспортной концентрации Кт /13/ (4.1.), который определяется из выражения:
