Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow Основы процессов производства и транспортирования закладочных смесей при подземной разработке месторождений полезных ископаемых

ОСОБЕННОСТИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТВЕРДЕЮЩИХ ЗАКЛАДОЧНЫХ СМЕСЕЙ В ШАРОВЫХ МЕЛЬНИЦАХ

Рациональная схема мельничного приготовления литых твердеющих смесей

Для приготовления литых твердеющих смесей (ЛТС) из отвальных продуктов в шаровых мельницах подбирается шихта из нескольких типов производственных отходов, взаимно дополняющих друг друга по химическому составу (наличие СаО, А120з, MgO, F2O3). Активность смесей из этих материалов регулирует пороговая величина тонкости измельчения и весовое соотношение компонентов в готовой закладке. Для ЛТС рудников ОАО «ГМК "Норильский никель"» содержание твердого 50 % класса минус 0,08 мм крупностью [117, 118], для шахты «Коксовая» (Кузбасс) требования аналогичны [119, 120]. Частицы крупнее 0,08 мм являются наполнителем в составе закладки.

Приготовление ЛТС ведется в водной среде путем интенсивного совместного измельчения и смешения всех ее компонентов в шаровой мельнице. Измельчаемость каждого из входящих компонентов не одинакова. Расход энергии на этот процесс, например, для материалов АШЦЩ составов рудников Норильского региона: ангидрита 129 кВтч/кг; шлака 23 кВт-ч/кг; щебня 50,8 кВт-ч/кг. Гранулометрический состав также не одинаков и может изменяться и поступать на закладочный комплекс в следующих пределах: ангидрит (-60 +0,1); щебень (-50+30); граншлак (-5+0) с выходом верхнего класса 15-20; 85-90 и 2-20 %.

В силу того что измельчение и смешение неоднородной по физикомеханическим свойствам и гранулометрии шихты закладки идет совместно в водной среде, выявляются закономерности, присущие мельничному приготовлению смесей: повышение их активности за счет вещественного формирования активного класса. При наличии нескольких компонентов из отходов производства с различными физико-механическими и химическими свойствами, в том числе и способностями к тонкому диспергированию в водной среде, при их измельчении фракционный состав каждого материала в общей массе измельченного продукта будет различным.

Легко измельчаемые продукты, например ангидрит, щебень, хотя и представлены более крупным классом на входе в мельницу, в шихте, после измельчения, в активном классе (-0,08 мм) занимают доминирующее положение. Шлак представлен более тяжелой фракцией, и его массированный выход наблюдается в пределах класса (+0,1-1,0). Таким образом, чтобы сформировать прочностные свойства таких смесей и создать условия протекания твердофазных механохимических реакций образования полиоксидов (вяжущего), необходим подбор весового соотношения и гранулометрического состава исходных компонентов ЛТС [121].

Установлено [119], что порядок, способ и интенсивность смешения и помола компонентов ЛТС формируют ее качество - текучесть и активность.

Характерным результатом работы закладочных комплексов на рудниках страны до конца 90-х гг. являлось отсутствие стабильности достижения прочностных свойств закладочных смесей. Составы, изготовленные по одинаковой рецептуре, но различными способами производства имели разницу в прочности до 50 %. По технологии приготовления ЛТС закладочные комплексы отличались конструкцией, набором оборудования и положением его в технологической линии производства.

Полученные результаты приготовления активированных ЛТС поставили ряд первоочередных задач обоснования рациональной схемы производства ЛТС в шаровой мельнице. Для сравнительной оценки способов была принята смесь, в состав которой входит цемент - 100 кг/м3; граншлак - 350 кг/м3; ангидрит - 350 кг/м3; щебень - 700 кг/м3. Опробованные схемы расположения оборудования в технологической цепи мельничного приготовления ЛТС представлены на рис. 5.1.

На руднике «Таймырский» велись работы по схеме, представленной на рис. 5.1, а. Дозированные компоненты вяжущего поступали мельницу, работающую в непрерывном режиме в открытом цикле. Помол в мельнице мокрый, соотношение твердого к жидкому 1:3.

Из мельницы вяжущее в виде пульпы самотеком поступало в смеситель непрерывного действия принудительного перемешивания с заполнителем. Из смесителя готовая смесь поступала по трубопроводу в выработанное пространство.

При использовании в качестве комплексного вяжущего цемента, ангидрита и гранулированного шлака опробовались несколько измененные технологические схемы (рис. 5.1, б). Дозированные шлаки, ангидрит поступали для помола в мельницу. Помол мокрый в непрерывном режиме и в открытом цикле. Смешение образующейся шлаковой и ангидритовой пульпы с цементом осуществлялось в репульпаторе (рис. 5.1, в). При использовании в качестве заполнителя щебня испытывалась схема, приведенная на рис. 5.1, г. Дозированные материалы подавались в мельницы. Ангидрит и цемент измельчался и перемешивался в одной мельнице, в другой - щебень и шлак. Полученная пульпа из мельниц направлялась в гаситель, расположенный у жерла скважины, где происходило смешение растворов.

Приготовление литой твердеющей закладки при различных схемах расположения оборудования и шаровых мельниц

Рис. 5.1. Приготовление литой твердеющей закладки при различных схемах расположения оборудования и шаровых мельниц

При совместном помоле пробовались две схемы, различающиеся способом подачи цемента. Цемент подавался в мельницу (рис. 5.1, д) или в вертикальный став трубопроводного транспорта (рис. 5.1, ё).

Опробованные варианты анализировались по прочности закладочного материала, себестоимости работ и надежности производства [122]. Схемы, представленные на рис. 5.1, а-г, признаны малоперспективными из-за нестабильности качества закладки и насыщенности оборудованием производственной цепочки [123].

Наиболее перспективными были признаны варианты (табл. 5.1) совместного помола и перемешивания всех компонентов смеси с цементом в шаровой мельнице (рис. 5.1, <3), и совместного помола шихты и перемешивание с цементным раствором в вертикальном ставе трубопровода (рис. 5.1, е).

Таблица 5.1

Показатели качества приготовления ЛТС на рудниках «Маяк» и «Таймырский»

Состав

закладочной

смеси

Марка

Расход материалов, кг/м3

Средняя прочность группы испытаний

0Сж, КГ/СМ2

Коэффициент вариации, %

Ц 1 А I Ш I Щ

Л1 = 7|Д2 = 28|Я3 = 180

tfi = 7| Д2 = 28|Д3 = 180

Рудник «Маяк»

АШЦ

40

50

650

800

-

10,51

23,38

71,74

24.66

26,64

39,48

АШЦ

60

80

650

770

-

16,21

31,68

74,34

29,55

26,83

27,01

АШЦ

60

90

650

770

-

18,22

35,61

77,9

27,51

28,83

28,61

АЩЦ

80

100

650

750

-

19,68

38,81

82,68

24,22

25,87

26,2

АШЦ

80

115

600

800

-

21,05

27,42

85,36

35,24

31,82

19,75

АШЦЩ

40

80

450

550

500

10.52

19,81

50,25

36,97

39,21

34.16

АШЦЩ

60

100

400

500

500

8,17

13,82

34,67

93,1

53,18

43,0

АШЦЩ

60

180

400

550

400

17,52

29,62

65,39

37,76

30,96

28,2

АШЦЩ

80

200

400

500

400

18,40

36,24

76,44

32,88

30,14

23,64

Рудник «Таймырский»

АШЦ

40

60

600

850

-

9,38

26,33

61,77

31,16

30,17

34,75

АШЦ

100

150

650

750

-

26,64

55,86

94,97

31,98

29,02

11,98

АШЦЩ

40

80

450

300

750

6,21

10,79

24,61

111,71

60,12

59,92

АШЦЩ

40

80

350

350

700

5,02

14,1

38,11

44,52

49,98

60,74

АШЦЩ

40

10

350

350

700

5,45

12,14

42,76

67,91

58,77

47,18

АШЦЩ

100

180

350

300

700

13,49

26,61

57,63

49,51

45,44

41,65

АШЦЩ

100

180

350

350

600

14,57

32,71

75,15

39,85

34,33

27,06

АШЦЩ

100

200

350

350

600

18,33

43,44

74,35

68,31

64,59

26,72

Оценка результатов проведенных исследований показывает (табл. 5.1 и 5.2), что наиболее стабильными по качеству являются смеси, производимые на руднике «Маяк» по схеме, приведенной на рис. 5.1, д [118]. Знаком (+) выделены смеси, характеризующиеся высокой стабильностью.

Таблица 5.2

Оценка стабильности прочностных свойств закладочных смесей, приготавливаемых на рудниках «Маяк» и «Таймырский»

Состав

Число

экспериментов

Марка

Расход материалов, кг/м3

Оценка стабильности свойств закладки с учетом гистограмм

Ц

А

Ш

Щ

Рудник «Маяк»

АШЦ

30

М40

50

650

800

-

-

АШЦ

41

М60

80

650

770

-

+

АШЦ

23

М60

90

650

770

-

+

АШЦ

45

М80

100

650

750

-

+

АШЦ

25

М80

115

600

800

-

+

АШЦЩ

17

М40

80

450

550

500

+

АШЦЩ

12

М60

100

400

500

500

-

Рудник «Таймырский»

АШЦ

15

М40

60

600

850

-

+

АШЦ

64

М100

150

650

750

-

+

АШЦЩ

32

М40

80

450

300

750

-

АШЦЩ

15

М40

80

350

350

700

-

АШЦЩ

35

М40

100

350

350

700

+

АШЦЩ

45

М100

180

350

300

700

-

Зависимость прочности закладки от расхода цемента при влажности смеси 27 % в 180-суточном возрасте

Рис. 5.2. Зависимость прочности закладки от расхода цемента при влажности смеси 27 % в 180-суточном возрасте: 1 - при подаче цемента в мельницу; 2 - при подаче цемента в скважину; I - смесь АШЦ; II - смесь АШЦЩ

На графике рис. 5.2 показаны сравнительные характеристики АШЦ и АШЦЩ составов по двум схемам производства (рис. 5.1, д и 5.1, е). Прочность закладки в возрасте 180 сут при совместном мельничном помоле всех компонентов выше в 1,5 раза. Из этого следует, что в схеме совместного измельчения и перемешивания компонентов смеси в шаровой мельнице происходит доизмельче- ние цемента и интенсифицируется активация сложного вяжущего, достигается повышенная гомогенизация растворов твердеющих смесей.

В этой связи производство Л ТС на рудниках АО «Норильский никель» переведено на совместное приготовление твердеющих смесей в шаровой мельнице по схеме (рис. 5.1, Э) [121].

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы