Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами Вотяков Михаил Викторович

Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами
<
Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Вотяков Михаил Викторович. Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами : диссертация ... кандидата технических наук : 25.00.22 / Вотяков Михаил Викторович; [Место защиты: ГОУВПО "Московский государственный горный университет"].- Москва, 2009.- 89 с.: ил.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1 Изученность проблемы, цели и задачи исследования 6

1.1. Современная технология разработки верхнекамского месторождения и ее особенности 6

1.2. Опыт применения закладки на калийных рудниках 11

1.3. Повышение эффективности разработки калийных месторождений при закладке выработанного пространства 17

1.4. Цели и задачи исследований 20

Глава 2. Методы исследований и обоснование характеристик закладочного массива 22

2.1. Методика исследований 22

2.2. Методы испытаний закладочных смесей 24

2.3. Требования к закладке и её нормативные характеристики 29

2.4. Методы активации компонентов закладочной смеси 38

2.5. Выводы по разделу 52

Глава 3. Разработка составов закладочной смеси 54

3.1. Характеристика материалов для закладочной смеси 54

3.2. Выбор рационального состава закладочной смеси 57

3.2.1. Прочностные характеристики закладки содержащей магнезиальное вяжущее 57

3.2.2. Выбор химической добавки и определение ее влияния на свойства закладки 58

3.3. Исследование микроструктуры закладки 62

3.4. Физико-механические характеристики закладки 66

3.5. Выводы по РАЗДЕЛУ 67

Глава 4. Технология закладочных работ 69

4.1. Технология приготовления закладочной смеси и формирования искусственного массива 69

4.2. Транспортабельность закладочной смеси 74

4.3. Целесообразность применения твердеющей закладки на основе галитовых отходов при разработке калийных месторождений 78

4.4. Выводы по разделу 93

Заключение 95

Список литературы: 97

Введение к работе

Актуальность работы. Растущие потребности рынка в минеральных

удобрениях вызывают увеличение производственных мощностей горнодобывающих предприятий. Наращивание объемов производства калийных удобрений требует вовлечения в отработку все больших запасов. В настоящее время большинство залежей разрабатывают камерно-столбовой системой с оставлением ленточных целиков. Это неизбежно приводит к большим потерям полезного ископаемого - до 65%. В процессе обогащения образуется огромное количество отходов каменной соли, которые составляют 60-70% от общего объема добытой руды. Они складируются на поверхности и наносят вред плодородным землям и водному бассейну. Оставляемые целики пластичны, со временем происходит их разрушение, что в свою очередь приводит к оседанию земной поверхности. Учитывая наличие в налегающих породах опасных водоносных горизонтов, задача сохранения водозащитной толщи при добыче стоит достаточно остро. Из-за развития ' нарушений в налегающих породах на Верхнекамском месторождении уже затоплены 2 рудника. Длительное техногенное воздействие и большие площади обнажения приводят также к сейсмической активности районов отработки рудных залежей. На отечественных и зарубежных калийных рудниках уже зарегистрированы горные удары силой до 5 баллов.

Требованиям высокого уровня количественных и качественных показателей извлечения отвечают системы разработки с закладкой выработанного пространства. Их применение позволяет существенно повысить извлечение руды, управлять горным давлением, сохранять водозащитную толщу пород, что повышает безопасность ведения горных работ. К тому же использование в закладке отходов горного производства решает, помимо горнотехнических, ряд экологических и экономических проблем.

Таким образом, повышение полноты извлечения запасов и эффективности разработки калийных месторождений в результате закладки

выработанного пространства твердеющими смесями на основе галитовьтх отходов является актуальной для горнорудной промышленности задачей.

Цель- работы — установление закономерностей изменения свойств искусственных массивов на основе галитовых отходов при их взаимодействии с химическими добавками в процессе закладки выработанного пространства для повышения полноты извлечения запасов калийных руд.

Основная идея работы: использование физико-химической активации компонентов закладочной смеси на основе галитовых отходов добавками, при применении которых достигается прочность искусственных массивов, позволяющая применять системы разработки с закладкой.

Научные положения, выносимые на защиту, них новизна:

повышение извлечения запасов калийной руды на 15-25% достигается путем формирования в отработанных камерах монолитного закладочного массива прочностью 1,5-2,5 МПа, за счет активации магнезиального вяжущего, входящего в состав закладочной смеси на основе галитовых отходов, добавкой лигносульфоната в количестве 0,7-1,5% от их массы;

формирование монолитного закладочного массива на основе галитовых отходов происходит за счет образования структурных связей при заполнении его порового пространства игольчатыми кристаллическими и криптокристаллическими каркасами в результате инициации процесса лигносульфонатом;

в присутствии добавки лигносульфоната обеспечивается транспортабельность закладочной смеси по трубопроводу при снижении на 17% её жидкой составляющей, представленной соленасыщенным раствором, при этом прочность монолитного массива возрастает не менее чем в Л,4 раза.

Обоснованность и достоверность защищаемых положений, выводов и рекомендаций обеспечены использованием действующих государственных стандартов, нормативных документов и проверенного оборудования, применением современных методов исследования (рентгенофазового, петрографического и электронно-микроскопического анализов) и физико-

механическими испытаниями; повторяемостью результатов при достаточном количестве экспериментов.

Научное значение работы < состоит в установлении закономерностей влияния химических добавок на прочностные характеристики закладочного массива, формирующегося на основе галитовых отходов обогащения калийных руд и обеспечивающего повышение извлечения их запасов.

Практическое значение работы заключается в разработке составов, технологической схемы приготовления и формирования закладочных массивов смесями на основе галитовых отходов обогащения для обеспечения применения на калийных рудниках камерно-столбовой системы разработки с твердеющей закладкой.

Реализация работы. Разработанные в диссертации технологические решения и составы закладочных смесей переданы в ОАО «Сильвинит» для реализации при разработке калийных месторождений, в частности, Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях «Неделя горняка» (г. Москва, 2006-2008гг.), на конференции молодых ученых и специалистов ИПКОН РАН (2008г.) молодежных конференциях МГГУ (г. Москва, 2005-2006гг.), заседаниях кафедры ТПР МГГУ (г. Москва, 2006-2008гг.), техническом совете ОАО «Сильвинит» (г. Соликамск, 2008 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 работ, в том числе 6 в научных изданиях, рекомендованных ВАК Мин. обр. науки России.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 20 рисунков, 15 таблиц, список литературы из 80 наименований.

Опыт применения закладки на калийных рудниках

Основным решением, позволяющим обеспечить безопасность и достаточно высокую эффективность подземной разработки месторождений, является использование при добыче руд систем с закладкой выработанного пространства. Стремление увеличить извлечение полезного ископаемого из недр, сохранение в ряде случаев поверхности, налегающей толщи пород при работе под водонасыщенными горизонтами, а также повышение интенсивности горных работ и увеличение глубины разработки явились причинами быстрого развития этих систем на отечественных и зарубежных рудниках. Наибольшей эффективности достигают при использовании твердеющей закладки, представляющей собой смесь инертных материалов (песка, гравия, щебня, хвостов обогащения и т.п.) с вяжущими компонентами, которые взаимодействуя с водой, образуют искусственный массив определенной прочности [18,29,71,67]. В настоящее время на рудниках цветных металлов доля твердеющей закладки составляет 90% в общем объеме закладочных работ.

Вопросами, связанными с применением систем разработки с закладкой, выбором материалов и составов закладочных смесей, технологии и механизации их приготовления, транспортировки и укладки в выработанное пространство, контроля состояния искусственного массива, занимались многие ученые, такие как: Н.И. Аксенов, О.А. Байконуров, Д.Н. Бронников, М.И. Бесков, Н.Ф. Замесов, Е.П. Зурков, Д.М. Казикаев, В.Н. Калмыков, В.П. Кравченко, Л.А. Крупник, К.В. Мирошник, В.В. Руденко, М.В. Рыльникова, М.Н. Цыгалов, Ю.М. Цыгалов и многие другие.

Над проблемами возведения закладочных массивов из соляных пород работали Б.А. Борзаковский, В.Л. Водопьянов, П.К. Гаркушин, В.Н. Зимин, Ю.Г. Кравченко, Л.М. Папулов, Р.С. Пермяков, И.Н. Савич, Е.П. Сивоконь, М.Н. Цыгалов [6,8,9,10,11,12,13,14,18,29]. Ими исследованы процессы формирования закладочного массива, предложены методы расчета параметров систем в зависимости от свойств закладки, разработаны направления для изыскания новых вариантов систем и создания добычных и закладочных комплексов, рассмотрены различные составы закладочных смесей но основе отходов производства калийных удобрений.

К настоящему времени, в мировой практике накоплен богатый опыт применения сухой и гидравлической закладки при разработке калийных месторождений. Её производят с целью уменьшения оседания земной поверхности под городской застройкой и промышленными объектами, а также для частичной утилизации отходов обогащения. В качестве закладочного материала используются галитовые отходы флотационного или галургического обогащения руды, а так же их смеси с глинистым шламом [1,6,67].

Первый проект закладки выработанных камер на Верхнекамских калийных рудниках был выдвинут в 1937 году. В качестве закладочного материала предлагалось использовать породу от проходки подготовительных выработок и отходы химической сильвинитовой фабрики. По проекту отходы после фабрики ленточным конвейером подавались к вентиляционному стволу и по трубам диаметром 250 мм спускались в рудник. Для доставки отходов в руднике от ствола до закладываемых камер также предусматривались ленточные конвейеры. Размещение закладочного материала в камерах предлагалось производить при помощи скреперных установок на пласте "Красный II" и при помощи пневматических машин на пласте "АБ" и "В". В действительности, при осуществлении проекта схема закладки подверглась некоторым изменениям.

В настоящее время на рудниках применяется как механическая, так и гидравлическая закладка на основе отходов обогащения. При механической закладке галитовые отходы транспортируются на участок ленточными конвейерами [1,6,10]. Далее доставка в выработанное пространство осуществляется самоходными вагонами (рис. 1.4). Закладку производят в один или два слоя, при прямом и обратном ходе.

При гидравлической закладке пульпа из солеотходов и рассола транспортируется по трубопроводу. При этом закладка пласта Кр-2 осуществляется с пласта АБ через скважины (рис. 1.5). Для удержания пульпы и рассолов на выемочном, конвейерном и вентиляционном штреках устраиваются перемычки, обеспечивающие фильтрацию рассола.

Одна из основных характеристик гидравлической закладки это получаемая прочность закладочного массива. Одновременно с рассол о отдачей и снижением влажности повышается прочность закладочного массива. При гидравлической закладке флотационные отходы укладываются настолько плотно, что ходить человеку по ним можно уже через сутки после стока отстоявшегося рассола. Здесь сказывается влияние более прочной верхней корки слоя соли, толщина которой не превышает 3- 5 мм, но прочность ее значительно отличается от прочности всего закладочного массива. Именно образование этой "корки" приводит к такому факту, когда залитый следующий слой закладки ложится как бы на почву, не нарушая и не изменяя свойств нижнего пласта.

Требования к закладке и её нормативные характеристики

Твердеющая закладочная смесь должна удовлетворять специфическим требованиям, чтобы обеспечить заданные свойства искусственного массива. Эти требования определяются горно-техническими условиями разработки месторождения, назначением закладки, способами приготовления, транспортировки и укладки смесей, условиями и сроками твердения, интенсивностью добычи и другими факторами.

Качество закладочной смеси и массива из нее определяется несколькими показателями. К основным из них относятся прочностные, компрессионные, реологические свойства, а также устойчивость в обнажении. Каждый состав закладочной смеси обладает различными деформационными и прочностными свойствами, поэтому очень важно получить закладку с теми свойствами, которые отвечают предъявляемым к ней требованиям.

Искусственный закладочный массив должен обладать соответствующими проекту прочностными свойствами и обеспечивать устойчивость собственного обнажения горного массива и плавность деформаций налегающей толщи горных пород. А также обладать необходимыми компрессионными свойствами и давать минимальную усадку под давлением. Нормативная прочность на горных предприятиях колеблется от 1,0- -1,5 до 10 МПа, составляя в большинстве случаев 5+7 МПа.

На свойства твердеющего закладочного массива наиболее существенное влияние оказывают следующие факторы: качество, гранулометрический состав и соотношение крупного и мелкого заполнителей, а также их количество в единице объема; количество воды (водовяжущее отношение); способ приготовления, транспорта и укладки; условия твердения (температурный режим твердения); возраст твердения. Массовая доля твердого в смеси является важным регулирующим фактором. Увеличение ее представляет собой значительный резерв уменьшения расхода вяжущего. Тип и соотношение заполнителей также оказывают влияние на прочность закладочной смеси. Заполнитель в смеси занимает 70-95% (по массе), он существенно дешевле вяжущего и, следовательно, экономически выгодно, чтобы в закладочной смеси было бы как можно больше заполнителя и как можно меньше вяжущего. Однако экономические соображения не являются единственными при выборе заполнителя. Присутствие соответствующих заполнителей в закладке значительно улучшает ее прочностные и компрессионные свойства, устойчивость искусственного массива. Зерновой состав заполнителя является также важным, поскольку он влияет на удобоукладываемость смеси. Основными факторами, характеризующими зерновой состав заполнителя является удельная поверхность, определяющая количество воды, расходуемое на увлажнение поверхности зерен; относительный объем заполнителя, занимаемый его зернами, удобоукладываемость закладочной смеси и склонность ее к расслоению.

Важной характеристикой закладки является динамика набора прочности во времени. Закономерность роста прочности закладки во времени имеет значение при определении минимального срока начала отработки целиков, влияет на выбор параметров систем разработки. Как показали исследования, наиболее интенсивный прирост прочности наблюдается в течение первых шестидесяти дней твердения, когда закладка набирает свою основную прочность. После чего в промежутке до трех месяцев, нарастание прочности несколько замедляется (рост составляет 10+17%), и затем происходит еще более медленное нарастание прочности от 3 до 6 месяцев на 3- -5%, от 6 до 12 месяцев - на 2- -3%.

Прочностные характеристики во многом определяются равномерностью распределения всех компонентов в объеме смеси. Это достигается тщательным их перемешиванием. Необходимо выбирать такую технологию ведения закладочных работ, которая давала бы наиболее однородное распределение всех компонентов непосредственно в возводимом искусственном массиве.

Определение нормативных характеристик и требований, предъявляемых к закладке на основе галитовых отходов обогащения; связано с рядом особенностей в сравнении с обычными технологиями. Так опыт и исследования по применению закладки на рудниках показывают, что существенное влияние на физико-механические характеристики закладочных смесей оказывает количество воды, введенной в раствор. Ее избыток отрицательно сказывается, в первую очередь, на прочностных характеристиках закладки, и, во-вторых, на свойствах вмещающих пород. Тем более этот вопрос особенно актуален при трубопроводном транспорте, для обеспечения которого необходимо использовать закладочные смеси с относительно большим водотвердым отношением. Следовательно, для получения монолитного закладочного массива с заданными прочностными характеристиками расход воды должен быть оптимальным.

Особенностью калийных месторождений является растворимость вмещающих пород и самой руды. Поэтому с целью предотвращения процессов растворения и размывания вмещающих пород, состоящих из солей, приготовление закладочной смеси должно осуществляться на основе их насыщенного раствора, что позволит исключить или минимизировать дальнейшее растворение в нем солей. Это подтверждается исследованиями в этой области и многолетним опытом ведения гидрозакладочных работ на калийных рудниках, показавшим следующий механизм взаимодействия закладочной смеси с соляными породами [6].

Выбор рационального состава закладочной смеси

Первая серия экспериментов позволила определить влияние содержания магнезиального цемента в закладке на её прочность. Для сравнения одновременно изготовлялись образцы гидравлической закладки. Галитовые отходы и магнезиальный цемент, взятые в необходимом количестве по отношению друг к другу, перемешивались в течение 3 минут. Полученная смесь затворялась насыщенным раствором галитовых отходов плотностью 1,35 г/см при температуре 25С в количестве, обеспечивающим необходимую для трубопроводного транспорта подвижность смеси по конусу Суттарда 20 см. Полученная смесь перемешивалась 2 минуты до получения однородной массы. Практические данные по применению твердеющей закладки показывают, что одним из дорогостоящих компонентов смеси является вяжущее. Снизить его расход возможно с помощью физико-химической активации компонентов закладочной смеси [69]. Проведенный аналитический обзор применяемых и разрабатываемых способов активации твердеющих закладочных смесей показал, что наиболее перспективным и эффективным в настоящее время является использование химических добавок. Наиболее дешевые из них - отходы предприятий региона разработки месторождения. К тому же они способны, кроме снижения расхода вяжущего, улучшить подвижность закладочной смеси и повысить прочность искусственного массива без присутствия вяжущего компонента. л

Приготовление смеси/осуществляли вследующей последовательности. Взятые в необходимом количестве от массы, галитовых отходов добавки адипиноваях кислота, лигносульфонат, хлористый кальций, фторангидрит перемешивались с: насыщенным раствором до полного их растворения в нем. После чего полученной жидкой фазой затворялись галитовые отходы и перешивались до состояния однородной массы.

Добавка карфосидерит изначально перемешивалась с галитовыми отходами до равномерного его распределения в смеси и затворялись насыщенным раствором. В: каждом случае замерялось необходимое количество; насыщенного раствора обеспечивающее: подвижность смеси 20 см по: конусу Єуттардаі- и определялось его отношение к суммарной массе остальных компонентов . Из табл. 3.4 видно, что одной из наиболее подходящих химических добавок для закладки на основе галитовых отходов является лигносульфонат, существенно увеличивший прочность образцов [71]. Для определения оптимального количества лигносульфоната в составе закладки и ее влияния на прочностные характеристики провели эксперименты с его различным содержанием по. отношению» к галитовым; отходами без добавления вяжущего. Использовался лигносульфонат жидкий технический Соликамского ЦБК Ту2455-028-00279580-2004 плотностью 1,332 кг/м3.

Добавку растворяли в насыщенном растворе при перемешивании в течении 2-х минут и затворяли галитовые отходы. Из полученных смесей также изготовлялись образцы-кубы, которые испытывались на прочность при одноосном сжатии. На рис. 3.2 приведен график изменения прочности закладки в зависимости от содержания лигносульфоната.

Из графика на рис. 3.2 следует, что в результате применения лигносульфоната максимальная прочность образцов достигается при его содержании в количестве от 0,7 до 1,5% от массы галитовых отходов. В интервале до 0,7% прочность закладки возрастает пропорционально содержанию лигносульфоната. А при добавлении его в количестве более 1,5% происходит перенасыщение им смеси, что приводит к снижению получаемой прочности образцов. Следующая серия экспериментов была направлена на изучение характеристик закладки, содержащей магнезиальное вяжущее и лигносульфонат. Приготовление смеси осуществлялось также как и в предыдущих экспериментах, но затворение смеси осуществлялось насыщенным раствором с растворенной в нем добавкой. Для изучения взаимодействия между компонентами закладочных смесей провели петрографический анализ составов №1, №2 и №3 (табл. 4), который показал, что [72]: состав №3 (отходы/лигносульфонат): при вводе лигносульфоната в галитовые отходы химического взаимодействия, приводящего к образованию новых аморфных или кристаллических структур, не происходит. Лигносульфонат относительно равномерно распространяется в объеме материала, сегрегируясь на поверхности минералов и образуя непрерывные прослойки толщиной до 0,5 мкм; состав №2 (отходы/магнезиальный цемент): магнезиальная составляющая в количестве 1 мас.% от объема галитовых отходов распространяется в них в виде скоплений, имеющих вид амебовидных образований. Размер скоплений, которые цементируют минеральные кристаллы отходов, образуя сетчатый каркас, изменяется от 10 до 15 мкм. В результате гидратации по зернам оксида магния образуется гидратная фаза брусита (Mg(OH)2), который имеет вид базальтовых пластинок и образует рыхлую структуру, содержащую значительное количество закрытой пористости. Размер образующейся фазы брусита составляет в среднем 4-5 мкм; состав №1 (отходы/магнезиальный цемент/лигносульфонат): введение магнезиального цемента и лигносульфоната приводит к образованию плотной сетчатой структуры закладки. Наряду с основными фазами кристаллической матрицы NaCl и амебовидных образований брусита Mg(OH)2, по периферии амебовидных образований обнаруживается наличие игольчатого каркаса из гидрооксихлоридов магния. Размер игольчатых кристаллов по длинной оси составляет от 1 до 2 мкм. Амебовидные образования кристаллов брусита имеют мелкокристаллическую структуру с размером зерна до 2 мкм.

Транспортабельность закладочной смеси

Наличие большого объема выработанного пространства предполагает использование высокопроизводительного и дешевого транспорта закладочной смеси. Этим требованиям, на текущем уровне развития, отвечает трубопроводный транспорт. Режим работы трубопроводного транспорта может быть самотечным или самотечно-пневматическим [73,75]. Самотечный режим транспортирования, при котором закладочная смесь на горизонтальном участке транспортируется под действием статического напора, создаваемого весом столба смеси в вертикальном ставе наиболее экономически целесообразно. Известно, что длина участка самотека зависит от давления смеси в вертикальном ставе и сопротивления закладочного трубопровода движению смеси. К настоящему времени разработаны и успешно применяются методики расчет длины горизонтального участка, учитывающие особенности транспортирования закладочных смесей на основе соленасыщенного раствора и заполнителем из галитовых отходов обогащения. Отдельно следует отметить исследования реологических характеристик закладочных смесей на основе отходов обогащения калийных руд [13,64]. Автор показал, что при расчетах дальности транспортирования необходимо учитывать эффект «пристенного скольжения». Его суть заключается втом, что при течении на границе дисперсной системы и твердой поверхности образуется слой с нулевой концентрацией частиц или же с концентрацией, значительно меньшей, чем в остальной части потока, по которому скользит основная масса системы. Наличие пристенного слоя скольжения уменьшает потери давления, причём интенсивность его влияния тем сильнее, чем больше концентрация твердых частиц в системе. Суммарная погрешность от пренебрежения этим эффектом достигает 30 и более процентов при расчете дальности транспортирования. Автором предложен способ и устройство, позволяющие увеличить дальность транспортирования закладочных смесей по трубопроводу, за счет снижения удельных потерь напора путем введения в пристенную область маловязкой жидкости, в среднем в 1,7 раза [44,45].

На дальность транспортирования большое влияние оказывает тип применяемых труб. Соляная среда агрессивна по отношению к стальным трубам, в.результате чего их шероховатость со временем увеличивается, что, кроме отрицательного влияния на коэффициент гидравлического трения труб, приводит к их повышенному износу. Наиболее эффективно использовать для транспорта биметаллические, стеклопластиковые и футерованные каменным литьем- трубы. Они более устойчивы к подобной среде и обладают по сравнению со стальными повышенной в 7-10 раз износостойкостью и сниженным коэффициентом гидравлического трения. Так. опыт ведения гидрозакладочных работ на Верхнекамских рудниках показывает, что при использовании стеклопластиковых труб транспортирование закладки самотеком возможно на расстояние порядка 7500 м при высоте вертикального става 400 м.

При необходимости, увеличить дальность транспортирования возможно применением самотечно-пневматического транспорта. При котором на трубопровод устанавливаются перекачивающие установки, позволяющие обеспечить транспорт закладочной смеси ещё на 1,5-2,5 км.

В настоящей диссертации оценку транспортабельности закладочной смеси проводили на основе её растекаемости по конусу Суттарда. Основной задачей при этом, в соответствии с идеей работы, является определение положительного или отрицательного влияния вводимых в состав химических: добавок на подвижность закладочной смеси при улучшении прочностных и компрессионных характеристик формируемого искусственного массива. При-проведении экспериментов все составы смесей приготовлялись таким образом, что их подвижность составляла 22 см по конусу Суттарда. Такая подвижность смеси необходима для транспортирования закладки по трубопроводу. При этом замерялось количество соленасыщенного раствора плотностью 1,35 г/см при температуре 25С, которое обеспечивало заданную подвижность закладки, и определялось его отношение к массе остальных компонентов.

Главным преимуществом системы разработки с твердеющей закладкой являются меньшие потери полезного ископаемого по сравнению с камерно-столбовой [75,76,77,79,80]. Рассмотрение в главе 2 вариантов систем с закладкой показало, что к настоящему времени возможно использование камерно-столбовой системы разработки с твердеющей закладкой выработанного пространства при сокращении потерь полезного ископаемого в оставляемых целиках, за счет упрочняющего действия на них искусственного массива. Применение стадийной или сплошной полной выемки не возможно; вследствие наличия достаточно больших объемов недозакладки.

Степень взаимодействия целика и-закладки определяется задаваемыми им свойствами согласно технологии разработки. Поскольку оставляемые междукамерные целики являются пластичными, то с течением времени происходит их деформация. В течение срока службы междукамерного целика его деформирование характеризуется скоростью установившейся ползучести, зависящей, в основном, от скорости продвижения фронта очистных работ, от степени нагружения целика и слагающих его1 слоев; и от отношения- его ширины к высоте. При этом целики не должны достигать критического значения-деформации, начиная с которого стадия установившейся ползучести переходит в стадию прогрессирующей ползучести, которая- заканчивается потерей несущей способности целиков и проявляющуюся в активной стадии процесса сдвижения налегающей толщи пород. Скорость деформирования зависит от несущей способности целика, определяющейся на основе его агрегатной прочности, которая учитывает влияние его слоистости и наличие глинистых прослоев[31,32]. При расчете этих параметров целиков используют методики ВНИИГа.

Похожие диссертации на Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами