автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Повышение эффективности технологии производства твердеющей закладки на основе активации материалов смеси

pro

15 m t333

российская академия наук сибирское отделение институт горного дела

Специализированный совет Д 003.17.01

На правах рукописи

Анушенков Александр Николаевич

повышение эффективности технологии производства твердеющей закладки на основе активации материалов смеси

Специальность 05.15.02 - Подземная разработка ыесторондений полезных ископаемых

автореферат

диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 1992

Работа выполнена в Институте горного дела Сибирского отделения Академии наук России

Научный руководитель - кандидат технических наук, ведущий научный , сотрудник ЙАЛАУРОВ Виссарион Александрович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор РЫНКОВ

Юрий Александрович;

кандидат технических наук, старвий научный сотрудник ШАДРИН Николай Иннокентьевич

Ведущая организация - Сибирский государственный проектный и научно-исследовательский институт цветной металлургии (ШЦВЕТМЕШИПРОЕКТ)

______19ЭЗг.

)ГОа Защита диссертации состоится в часов на заседании специализированного совета Д 003.17.01 йнститдта.горного дела СО РАН С 630091, Новосибирск. Красный проспект. 54):

С Диссертацией монно ознакомиться л библиотеке Института горного дела СО РАН.

л -у

Автореферат разослан ________199^ г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью

просим направлять по адресу: 630091, Новосибирск-91. Красный проспект. 54).

Иченнй секретарь специализированного совета, доктор технических наук, профессор

Общая характеристика работы Актуальность темы. В мировой и отечественной практике сложились тенденции в развитии добычи полезных ископаемых, характерными признаками которых являются ресурсосбережение и экологическая частота производства. Это вызвано значительным усложнением условий добычи (рост глубины, обеднение месторождений по содержанию полезных компонентов и др.) и ростом негативного влияния горных работ на природу (провалы,сдвижение поверхности, нарушение гидрологического режима и т.д.).

Потребность уменьшить вредное влияние разработки месторождений на окружающую среду, адаптировать технологию добычи в.сложных геомеханических условиях привела к быстрому развитию управления кровлей закладкой выработанного пространства. Повышение безопасности работ, полноты извлечения запасов полезных ископаемых, уменьшение экологических последствий, потребность утилизации отходов существенно увеличили себестоимость добычи и особенно в условиях, требующих использования литой твердеющей закладки. При этом большая доля затрат ложится на стоимость материалов, а характеристики закладочных смесей, технология ведения закладочных работ, параметры работы механизмов закладочных комплексов далеки от оптимальных. Все это обусловило высокую актуальность решения задач по рационализации технологии измельчения материалов, режимов работы оборудования закладочных комплексов, в частности, при использовании отходов произвол-ства^^еохве ^онен^яж^о^ ^ с

постановлением Государственного комитета по науке и технике и Президиумом Академии Наук от 13 июля 1984 г. № 385/96 программы "Сибирь"

В работе обобщены теоретические и экспериментальные исследования, выполненные автором в качестве ответственного исполнителя плановых тем,в период 1984-1991 г. в Красноярском отделе Института горного дела СЮ РАН. '

Экспериментальная часть работы выполнена на закладочных комплексах рудников "Маяк", "Таймырский" Норильского ГЖ и комплексе упрочненной закладки шахты "Коксовая" Ассоциации "Прокопьевскгид-роуголь" в условиях подземной разработки местороящений.

Цель работы состоит в определении составов литых твердеющих смесей с использованием промышленных отходов, режимов их приготовления и технологических схем закладочных комплексов.

Идея работы заключается в использовании эффекта активации вяжущих и инертных материалов путем выбора режима их измельчения и перемешивания в шаровых мельницах.

Задачи исследований

1. Разработать рациональную схему расположения оборудования и мельниц в технологических линиях производства литой твердеющей закладки с комплексным вяжущим.

2. Установить зависимость набора прочности многокомпонентных литых твердеющих смесей от содержания каждого из компонентов в шихте закладки на входе в шаровую мельницу.

3. Выявить влияние тонины помола и содержания в активном классе каждого из компонентов в готовой смеси на прочность закладки.

4. Провести опытно-промышленные испытания и разработать рекомендации по стабилизации качества закладочных смесей в процессах их приготовления и транспорта до выработанного пространства.

Методы исследований включают анализ и обобщение научно-технических публикаций по вопросам повышения эффективности ведения закладочных работ, обработку экспериментальных данных г применением аппарата математической статистики и использования ЭВМ, лабораторные и натурные экспериментальные исследования, промышленные испытания в условиях действующих предприятий.

Научные положения защищаемые автором:

- прочность литой твердеющей закладки определяется количественным соотношением компонентов в шихте на входе в мельницу, тониной помола и соотношением компонентов в активном классе готовой смеси на ее выходе;

- формирование активного класса готовой смеси определяется рабочими параметрами измельчения: процессами износа медящих тел в мельнице, рационом их загрузки, производительностью по требуемому классу и водотвердому отношению;

- воздействие на мелкодисперсную литую твердеющую закладку импульсами в инфрозвуковых частотах активирует зерна вяжущего и заполнителя, снимает гидратные пленки, способствует появлению в процессе гидратации смесей дополнительных центров кристаллизации, обеспечивающих увеличение прочности закладки, улучшения физико-механических характеристик смесей:

Достоверность научных положений подтверждается проведением большого объема лабораторных и промышленных опытов и экспериментов с использованием при этом современного исследовательского инструментария, сходимостью результатов экспериментов с опытно-промышленными и промышленными испытаниями, получением авторских свидетельств и .внедрением результатов исследований в производство.

Научная новизна работы заключается 6 следующем:

- установлены зависимость состава активного класса готовой смеси от содержания подаваемых в мельницу компонентов и влияние сгям'г-стного помола на процессы набора прочности закладки.

- определены рациональные режимы приготовления литой твердеющей закладки в шаровой мельнице;

- установлены режимы износа шаров и нормативы их загрузки, обеспечивающие требуемое измельчение и перемешивание шихты закладки в мельнице;

- определено, что воздействие на мелкодисперсную литую твердеющую закладку с комплексным вяжущим импульсами в инфразвуковых частотах активирует зерна вяжущего и заполнителя,снимает гидратные пленки, способствует появлении при твердении дополнительных центров кристаллизации, обеспечивающих увеличение прочности твердеющего массива.

Личный вклад автора состоит: в

- разработке методики и осуществлении натурных экспериментальных исследований; «

- обработке и анализе полученных результатов и установлении зависимости между прочностью твердеющих смесей и соотношением компонентов в шихте закладки на входе в мельницу;

- измедении имеющихся рецептур литых твердеющих составов закладки;

- получении новых составов твердеющих смесей;

- создании механизмов и активных трубопроводов, позволяющих повысить транспортабельность смеси и эффективность процесса закладки;

- разработке и внедрении способа приготовления твердеющих смесей в шаровой мельнице;

- разработке инструкций и методических указаний по производству ЛТЗ мельничным способом.

Практическая ценность работы

Проведенные исследования позволили разработать и внедрить:

- способ приготовления литой твердеющей закладки в шаровой мельнице, откорректировать рецепты имеющихся смесей и получить новые твердеющие составы с целью максимальной утилизации отходов производства и экономии при этом вяжущего;

- методические указания по определению рациональных режимов мельничного способа приготовления многокомпонентных смесей;

- активные трубопроводы и устройства активации смесей в про-

цессе их подачи в выработанные пространства, которые обеспечили увеличение дальности транспортирования твердеющих смесей при сохранении их физико-механических характеристик;

- инструкции и методические указания.ведения закладочных работ при производстве ЛТЗ в шаровых мельницах.

Реализация работы

Результаты исследований использованы при разработке нормативных документов:

- "Технологической инструкции ведения закладочных работ на Норильском горно-металлургическом комбинате" (утв. гл.инж. комбината в 1990 г.);

- "Методических указаний по определению рациональных режимов мельничного способа приготовления многокомпонентных закладочных смесей на рудниках "Маяк", "Таймырский" Норильского ГМК" (утв. гл. инж. комбината в 1991 г.);

- "Технологической инструкции по применению шаровой мельницы в производстве ЛТЗ на КУЗ-120 ш."Коксовая" (утв.директором шахты в 1990 г.);

- "Изменение №1 к временной технологической инструкции по производству закладочных работ ЛТЗ на ш."Коксовая" (утв. техническим директором Ассоциации "Прокопьевскгидроуголь" в 1991 г.).

Новые и скорректированные составы многокомпонентных "■вердеющих смесей, актива"'оры цемента, жидких сред, закладочные гидрс-руСопроводи, бункеры .для предупреждения смерзания исходных компонентов внедрены на рудниках НГШ и шахте "Коксовая" в Кузбассе.

Ожидаемый экономический эффект от использования научных разработок по руднику "Таймырский" составил 295,5 тыс.руб.

Фактический экономический эффект по руднику "Октябрьский" за 198Э г. составил 168,1 тыс.руб.

Фактический экономический эффект по ш."Коксовая" за 1990 г. составил 55,86 тыс.руб.

Апробация работы

Результаты исследований и основные материалы диссертации докладывались на Всесоюзном семинаре "Управление развитием горных работ при подземной разработке рудных месторождений" Красноярск, 1987 г. На 8 Всесоюзном семинаре."Оптимизация горных работ" Новосибирск, 1989 г.,на Краевой научно-технической конференции "Проблемы интенсификации производства на предприятиях цветной металлургии края, Красноярск ,1987 г., на НТС "Прокопьевскгидроуголь1! НТС Норильского

горно-металлургического комбината и в других научно- исследовательских и производственных предприятиях и организациях.

Публикации

Основное содержание диссертации изложено в 22 печатных работах, в том числе 10 статьях и 12 авторских свидетельствах и положительных решениях на изобретения.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, изложенных на 141 страницах машинописного текста, содержит 29 рис., 39 табл., список литературы из П4 ■ наименований и 23 приложений.

Основное содержание работы В первом разделе приведен анализ современного состояния вопроса, дана краткая характеристика производства твердеющих закладочных смесей на горно-добывающих предприятиях и технологическая оценка существующих схем помола и смешивания многокомпонентных литых твердеющих смесей с их дальнейшей подачей в выработанные пространства трубопроводным транспортом. Сформулированы цели и задачи исследований. Показано, что при возведении искусственного массива в выработанных пространствах эффективность и технологичность работ существенным образом зависят от составов твердеющих смесей и технологий ведения закладочных работ. Принципиально новые идеи в решении этих задач были изложены еще в работах М.И.Агошкова, О.А.Баиканурова, которые говорили о необходимости использования при возведении искусственных массивов дешевых закладочных материалов, являющихся отходами производства, с приготовлением закладки на поверхности и ее подачей в выработанные пустоты в готовом виде.

Существенный вклад в создание и совершенствование технологий возведения искусственных массивов твердеющими смесями внесли Ю.А. Рыжков, Н.Л.Требуков, М.Н.Цыгалов и многие другие.

Исследование технологий производства ЛТЗ с подачей готовых литых растворов в выработанные пространства трубопроводным транспортом посвящены работы А.Л.Вяткина, Л.А.Крупника, В.А.Мельникова, А.И. Мохова. В результате выполненных исследований были заложены научные основы производства литых твердеющих смесей на поверхности с их подачей в выработанные пространства трубопроводным транспортом.

Было установлено, что прочность искусственного массива предопределяется процессами приготовления и транспортом литых твердеющих смесей в выработанные пространства, а также свойствами применяемых компонентов для закладки. Однако существующие в настоящее время технологии приготовления и подачи ЛТЗ в выработанные пространства

нельзя считать совершенными. Из-за малой изученности способов ведения закладочных работ и вопросов использования свойств компонентов закладки применяемые технологии не обеспечивают высокой производительности приготовления растворов, не позволяют в процессе производства смесей проявить скрытые вяжущие свойства инертным заполнителям, не обеспечивают сохранность приданных свойств составам на период их подачи к месту формирования массива.

Отечественный и зарубежный опыт ведения закладочных работ ЛТЗ свидетельствуют о возможности успешного решения ряда основных задач возведения искусственного массива ЛТЗ путем ее приготовления в шаровых мельницах с подачей в выработанные пусто-ты активным трубопроводным транспортом. Это позволит обеспечить более полное использование применяемого оборудования и вяжущих свойств компонентов закладки в твердеющих растворах, сохранить приданные свойства смесям в процессе доставки в забой, повысить процент утилизации отходов производства.

Во втором разделе изложена методика и приведены результаты лабораторных и натурных исследований, влияние расположения оборудования в технологических линиях мельничного приготовления ЛТЗ на качество приготовляемых твердеющих смесей.

Анализ результатов исследований показал существенную зависимость прочности закладки от технологии измельчения и перемешивания компонентов шихты, позволил установить рациональный способ приготовления закладки в шаровых мельницах, когда мельница является активным смесителем. К анализу были приняты результаты натурных исследований, выполненных на закладочных комплексах рудников Норильского ГМК и лабораторные эксперименты на установках, позволяющих моделировать варианты применения шаровых мельниц при производстве ЛТЗ.

Наиболее распространенными при производстве закладки являются схемы, когда шаровые мельницы используются в промежуточных операциях приготовления смесей. Такие технологии подобны общепринятым, где смешивание компонентов твердеющих растворов осуществляется в серийных шнековых, валковых или барабанных смесителях. Это в конечном итоге предопределяет качественно одинаковое развитие процессов твердения массива и не обнаруживается взаимного влияния компонентов закладки при реакциях гедратации.

Основные закономерности при производстве ЛТЗ в шаровой мельнице совместного приготовления многокомпонентных твердеющих растворов, когда мельница является активным смесителем, заключаются в том, что во время измельчения и перемешивания шихты закладки в водной среде

формируется определенное соотношение активной хорошо гомогенизированной части компонентов закладки, которое влияет на ее прочностные свойства и управляется процентным содержанием компонентов в шихте закладки на входе в мельницу. Это позволяет заключить, что количественное и гранулометрическое соотношение компонентов в шихте закладки оказывает большое влияние на ее прочность.

Для получения конкретных соотношений компонентов в закладках Норильского ГМК и шахты"Коксовая" проводились натурные и лабораторные исследования на используемых материалах закладки [1 .

Установлено влияние содержания каждого из компонентов смеси в шихте закладки на прочность формируемого искусственного массива.

Совместный анализ процессов кристаллизации по срокам набора прочности при различных соотношениях компонентов (исследования процессов твердения ЛТЗ проводились методом рентгенодифрактоскопии, гранулометрическое состояние и процентное содержание компонентов ш классам крупности оценивалось после расситовки на Квантименте-720 показал следующее: в зависимости от соотношения компонентов в составе шихты, подаваемой в мельницу, происходит перераспределение главенствующих фаз структурных образований готовых гидратированных смесей.

Установлено, что ангидритошлакоцементные составы, твердеющие за счет кристаллизации в них гипса и новообразований, в процессе взаимодействия шлака с цементом и ангидритом после измельчения и перемешивания в шаровой мельнице,набирают максимум прочности при соотношении ангидрит:шлак в шихте, подаваемой на входе в мельницу в пределах 0,67...0,71 (рисЛ). При этом в главенствующие выходят фазы гидросульфоалюминатов кальция 12 Н^О по АЛТМ (II... 179), гидрофериты 4 СаО Н203. 6 Н20 по А5"Ш (3...1121), гидросиликаты Са3(Лгб013 Н20). 4 Н20 по АЯТМ (31...303), затем прослеживается фаза ангидрита безводного Са-бО^ по А£ТМ (6...26) и гидратированного гипса Са£04- 2 Н20 по АЗ"Ш (33...311) .

Влияние расхода щебня при подготовке шихты А1ЩЦ-составов на прочность закладки показана на рис.2 3Д . Качество готовых растворов в значительной степени зависит от соотношения компонентов закладки в приготовляемой шихте влияющего на колличественную генерацию активного класса ЛТЗ, его покомпонентного состава, обеспечивающих прочностные и литьевые свойства приготовляемых смесей |~2,з] Определено, что закладочная смесь набирает максимальную прочность, когда распределение фаз структурных образований в процессе твердения

A mi 1010 971. ■ О ИО Х"Э 0 4 3

675 MO 522 5?0 SM. _2_

ел ?do ™ "u этх ixo i ancm 0.67 o.33 о

Рис.1. Определение рационального соотношения компонентов л шихте А111Ц состава ; 153 - зона работы ЗК ЕЗ-: рациональная зона

Рис.2. Набор прочностй А111ВД состаиа в зависимости от расхода щебнк

~ зона работы ЗК

- рациональная зойа

»«к

ао

ks. m а» п

№50 к.» и <0.

зо

и

—— А т SSDxr

—ftrfSS

Киссм (*СС*Ы,ЫИ

Рис.З. Гранулометрический состав JIT3 и ее содержание

ео л во во ' Q^'i

Рис-4. Влияние тонины помола J1T3 на прочность

би,Щ л.

10

Рис.р. Влияние соотношения коклонен

тов в шихте А1Щ;и АШЦЦ составов на прочность и стоимость

2,-4 - зона работы ЗК 1,3 - рациональная зона

• 0.5 0>7 о.з I.I А/а.

Рис.б. Зависимость прочности

нр^пГп от ^"'"'ошш'шя компонентов d шихте

1Л1абораторные 'исследования, MI Oi " Мео "ПрОМЫШЛОНИЬЮ """"МЧи« З.Прошшленные испытания,МШ'

¡о

ЛТЗ происходит по схеме: одна из главенствующих фаз гипса гидрати-рованного соизмерима с количеством новообразований гидросульфоалга-минатов, гвдрофирритов и в подчиненном состоянии'фаза безводного ангидрита. Настоящее распределение фаз ангидритошлакоцементного состава смеси в процессе твердения происходит, когда на выходе из мельницы генерируется составы ЛТЗ с распределением компонентов, представленном на рис.3. В данном случае шаровой мельницей генерируется достаточное количество активного сложного вяжущего примерно (30-35$), а соотношение компонентов в этом классе позволяет процессу твердения гидратированного состава идти по пути образования оптимального соотношения структурных фаз новообразований,ускорению процессов кристаллизации в них, что приводит к повышению качества искусственного массива. 0 влиянии тонины измельчения приготовляемых растворов и соотношения ангедрита к шлаку в шихте АШЦ состава и расхода щебня в АПЩЩ-составах на набор прочности и стоимостные показатели (в ценах 19® г.) можно судить по рис.4,5 [ЗИ •

Проведенные, опытно-промышленные и промышленные испытания показали сходимость лабораторных и производственных результатов исследования совместного приготовления ЛТЗ в шаровых мельницах (рис.б)^8,9] Полученные данные использованы для корректировки имеющихся рецептур ЛТЗ и создания новых составов на основе промышленных отходов, а также при обосновании рабочих режимов шаровых мельниц при производстве рекомендованных рецептур смесей на рудниках Норильского ГМК и шахте "Коксовая" .

Наиболее приемяимыесоотношения компонентов в шихте составов для условий рудников Норильского ГМК приведены в табл.1.

Таблица I

Состав АШЦ I Состав АШОД

Материалы Марка смеси Марка смеси

МЮО М80 М60 М40 М20 МЮО М80 М60 М40 МЗО М20

Цемент 150 100 80 "60 40 230 200 150 100 80 60

Ангидрит 550 550 560 570 590 300 350 330 360 350 350

Шлак 800 850 860 870 870 500 550 570 550. 500 590

Щебень 350 350 400 500 580 500

Вода 500 •500 500 '500 500 500 500 500 500 500 500

Рекомендуемый состав ЛТЗ на основе белитофторгипсового вяжущего - шламов отходов производств глинозема и фтористого алюминия на

Ачинском ГК имеет соотношение компонентов, %:белитовый шлам 25-35; фторгипсовый шлам 3-8; граншлак ЗСМК 32-45; горелые породы 15-25; остальное вода [п} (Рис.7).

В случае, когда в качестве вяжущего в данной технологии используется белитозольное вяжущее, то соотношение компонентов следующее, белитовый шлам 25-45; граншлак ЗСМК 20-35; золы уноса ТЭЦ 20-35; остальное вода |^Г2^(Рис. 8).

В третьем разделе выявлены закономерности изменения рабочих параметров шаровых мельниц при производстве ЛТЗ рекомендуемых рецептур и их влияние на прочность закладки, изложены методы регулирования процессов производства смесей в шаровых мельницах. Для этого разработаны номограммы определения рабочих характеристик шаровых мельниц во время производства ЛТЗ на рудниках "Маяк", "Таймырский" и Куз-120 ш."Коксовая" [ю] .

Работа мельниц осуществляется.из расчета максимальной их производительности по требуемым тонине измельчения, водосодержанию в пульпе раствора и. постоянству этих параметров в процессе их производства, когда износ мелящих тел вызывает изменение в гранулометрическом составе мелящей загрузки, ее объеме, коэффициенте заполнения. Это ведет к загрублению помола и ухудшении гранулометрических и вещественных характеристик активного класса готовых смесей, вызывает ухудшение литьевых свойств ЛТЗ и падение прочности создаваемого массива.

Рекомендуемые номограммы позволяют управлять качественным приготовлением ЛТЗ в шаровых мельницах, оценивать их рабочие параметры,

В четвертом разделе обобщены результаты анализа и оценки функционирования конструктивных элементов технологических линий приготовления твердеющих смесей и ведения закладочных работ на исследуемых ЗК, изучена работа их оборудования в летнее и зимнее время года.

Проведены промышленные испытания на рудниках и шахте.

Анализ показывает, что сбои в работе комплексов, ведущие к ухудшению качества смесей, простою и применению ручного труда, составляют 10*12$ рабочего времени, причем их простои увеличиваются в 1,5*2 раза в зимнее время. Основная их доля лежит на отказах в работе приемных бункеров, участков подготовки шихты,трубопроводного■транспорта .

С целью стабилизации работы закладочных комплексов, уменьшения доли ручного "фуда, повышения качества ЛТЗ разработаны и внедрены в практику горных рабо-* рудников и шах-"ы следующие способы и устройства:

?

7

8.

Рис.7.

вяжущег

3 7 14 Время ткманк*. сут.

Характер твердения литых смесей на основе белитофторгйпсового о, при расходе белитового шлама 25,30 и 35,£ на I м-3 смеси. .

Рис.8.

кущего

время т»врА««»> • «*т.

Характер твердения лить« смесей на основе оелитозольного вя-при расходе белнтопого шлама 25,30,40 и 45д> на I м-3 смеси.

- дробящая навеска на толкающий нож бульдозера, подающего.компоненты закладки из открытых складов в приемные бункера комплекса.

Навеска обеспечивает хорошее рыхление компонентов шихты закладки в процессе их подачи на неподвижные грохота приемных бункеров, позволяет избежать их забутовки; ,

- устройство для предотвращения замерзания компонентов закладки в приемных бункерах с дозирующим запором в виде лопастного барабанного питателя [_13] . Устройство обеспечивает бесперебойную дозированную подачу компонентов закладки в дабое время года;

- устройство для промывки полезных ископаемы;.: [14] , обеспечивающее удаление вредных примесей из компонентов смеси, что ведет

к повышению прочности закладки;■ .

- устройство для активации сухого цемента в процессе его пневмо-подачи в шаровую мельницу [15] ;

- способ приготовления твердеющих закладочных смесей [1б] , • позволяющий ликвидировать образование флокул сухого цемента в -формируемом массиве;

- трубопроводы для транспортировки смесей твердеющей закладки

процессе их транспорта, повысить прочность твердеющей закладки, сохранить приданные свойства смесям во время их подачи в выработанные пространства;

- активаторы жидких твердеющих закладочных смесей [20,2у , обеспечивающие механическую обработку растворов в процессе их транспорта. В результате этого осуществляется дополнительная гом-огенк-зация смесей, разрушение гидратных пленок на частицах;

- на участках подземного трубопроводного транспорта применены гофрированные прорезиненные трубы, позволяющие облегчить монтажные работы и снизить стоимость трубопровода.

На основании проведенных исследований предложенных, опробованных и внедренных в производство технологических решений, рекомендуется рациональная схема закладочного .комплекса (рис.9), в основе которой лежит разработанный способ приготовления ЛТЗ в шаровой

Разработанная технологическая схема ЗК обеспечивает использование технических возможностей шаровых мельниц, трубопроводного транспорта ЛТЗ, устройств активации в процессе ведения закладочных работ.

В пятом разделе приведены сведения о внедрении результатов исследований и экономической эффективности проведенной работы.

В диссертационной работе решена актуальная научная'и практическая задача по совершенствованию технологии приготовления твердеющей закладки с многокомпонентным вяжущим, включая отходы металлургического производства, на основе активации исходных материалов шихты в шаровой мельнице и потока подготовленной смеси в трубопроводе в процессе транспорта до выработанного пространства.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в .следующем.

Выполнена оценка работы мельничных технологий приготовления ЛТЗ и определено влияние расположения машин и механизмов в технологических линиях ЗК на качество приготовляемых смесей. Определены

позволяющие увеличить длины транспортирования смесей в

мельнице

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ol

I. Открытый склад. 2. Подающий бульдозер. 3. Бункер цемента. 4. Склад цемента. 5. Приемные бункера. б.Лопасной питатель. 7. Дозатор цемента. б.Гасяцая насадка. 9. Регулятор воды. 10. Бак воды. II Водосборник. 12. Дробилка. 13. Конвейер. - - 14. Мельница шаровая. 15. Водо-

10 12-._1—- - > провод. 16. Регулятор воздуха.

\ I \~-~- -/ 17. Насос. 18. Контроль качества Ч- - н 19. Распределение смеси. 20.ИР0-

дувка трубопровода. 21.Магистра-

..... Переключатель. .г

бопровод для транспортировки закладочных смесей. 26. Датчик давления. 27. Ходок. 20. Воздуховод. 29. Гофрированное ответвление. ЗО.-Труоопрэвод для транспортировки жидких сред. 31. Активатор. 32. Гафрорукав. 33.iTpj бопровод для транспортировки Т31 34. Активатор жидких ТЗС. 35. Г} хот. 36. Устройство для промывк! полезных ископаемых.

37. Подача холодного воздуха.

38. Выход холодного воздуха.

39. Подача мощей воды.

40. Отвод пульпы в отстойники'.

41. Подача сжатого воздуха в пневмотрубопровод.

Рис.9, Предлагаемая технологическая схема закладочного комплекса с производством ЛТЗ в шаровой мельнице.

причины недостаточной эффективности применения шаровых мельниц.

2. Установлена зависимость прочности многокомпонентной закладочной смеси от содержания в ней активной фракции каждого из исходных компонентов. Основа зависимости определяется влиянием количественного соотношения в активной фракции компонентов смеси на реакцию гидротации при твердении закладовного массива. Управление процессом генерации активной фракции позволяет при неизменном составе смеси повысить прочность закладки на-5-7%.

3.Ангидритшлакоцементные смеси твердеют за счет кристаллизации

в них гипса и вызванных активацией новообразований (гидросульфоалю-минатов, гидроферритов, гидрогранатов), повышающих прочность масси*-ва. При этом соотношение количества смеси ангедрита и шлака должно быть в пределах 0,67-0,71.

. 4. Разработан способ приготовления твердеющих закладочных смесей с использованием шаровых мельниц в качестве активирующего устройства. Определены режимы работы мельниц, позволяющие измельчать компоненты, смеси до получения необходимого количества активной фракции. Подготовлены и приняты к использованию методические указания и технологическая инструкция по технологии приготовления твердеющей закладки. , "

5. Использование эффекта активации позволило провести корректировку рецептуры твердеющих смесей для рудников Норильского ГМК, результатом чего стало увеличение прочности закладочного массива и снижение стоимости закладки. Разработаны новые твердеющие закладочные смеси с бесцементным вяжущим на основе белитового шлама с использованием в качестве активных добавок фтористого гипса и зол уноса ТЭЦ.

6; Разработаны механизмы, позволяющие повысить стабильность работы мельниц, улучшить физико-механические свойства приготовляемых смесей за счет качественной подготовки шихты закладки (устройство для.промывки полезных ископаемых, гаситель - активатор цемента), уменьшить затраты ручного труда, повысить стабильность работы комплекса (бункер, предотвращающий смерзание исходных материалов, навеска - рыхлитель,'участковый трубопровод из гофрированных труб).

7. Разработанные способ приготовления ЛТЗ в шаровой мельнице и устройства активации готовых твердеющих растворов с целью рационального использования свойств - входящих' в них компонентов (отходов различных производств промышленности, строительные материалы, горные отвалы), наряду с высокой экономичностью создают .предпосылки для развития экологически чистого производства, решают важные соци-

альные проблемы и способствуют сохранению среды обитания человека.

8. Полученные разработки приняты к внедрению и внедрены на руд-, никах Норильского ГМК и шахте "Коксовая". Ожидаемый годовой экономический эффект по руднику "ТайМ'Ырский" составил 295,5 тыс.рублей, фактический годоеой экономический эффект по руднику "Октябрьский" составил 168,1 тыс.рублей, фактический годовой экономический эффект по шахте "Коксовая" составил 55,85 тыс.рублей.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

X. Исследование ангидритошлакоцементных (АШЦ) составов закладки на руднике "Маяк"'//Добыча и переработка руд цветных металлов. Норильск: завод - ВТУЗ при НГЖ им.А.П.Завенягина, 1987 г. С.3-6 / Соавторы А.И.Мохов, Д.А.Упорова/.

2. Системное исследование производства ангидритошлакоцементных (АШЦ) составов закладки в шаровых мельницах на рудниках НГЖ.//Системное моделирование технологии горных работ // Новосибирск. ИГД

СО РАН, 1989 г..С.40-46.

3. Исследование производства ангидритошлакоцементных составов со щебнем (А1ИЦД) в шаровых мельницах.. //Вопросы совершенствования горных работ на шахтах и карьерах Сибири. // Новосибирск ИГД СО РАН 1990 г. С.38-46.

4. Исследование факторов, влияющих на прочность твердеющих закладочных смесей. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. Новосибирск. Наука 1992 г. стр.84-91 (соавторы Л.В.Ма-летин, А.И.Мохов, О.Б.Овсеев, В.И.Штеле).

5. Статистический анализ качества приготовления многокомпонентных твердеющих смесей на рудниках Норильского ГМК. Комплексное использование минерального сырья. Алма-Ата АН СССР, АН'КССР, 1991 г. №4, с.70-72. (Соавторы Ю.И.Николаев, В.И.Штеле).

6. Исследование характеристик комплексных вяжущих на основе белитового шлама для закладки выработанного' пространства угольных шахт. //Вопросы совершенствования горных работ на шахтах и карьерах Сибири. // Новосибирск ИГД СО РАН. 1990 г. С.34-38. (Соавторы Г.М.Захаров, А.Г.Кузнецов, А.И.Петушков, В.И.Штеле).

7. Перспективы использования твердеющих закладочных смесей на основе белитового шлама при разработке угольных месторождений. //Комплексное использование минерального сырья. // Алма-Ата АН СССР, АН КССР, 1990 г. № ц. С.75-77. (Соавторы Г.М.Захаров, А.Г.Кузнецов, А.И.Петушков, В.И.Штеле).

8. Промышленные испытания АШЦ и АШВД составов со снижением рас-

-сода ангидрита: на рудниках ЖЖ, // Системное моделирование технологии горных работ. // Новосибирск, ИГД СО РАН. 1980 г. С.28-40. (Соавторы Ю.И.Николаев, О.Б.Осеев).

9. Совершенствование технологии закладки выработанного пространства литыми твердеющими смесями на ш."Коксовая" НПО "Пр'окопь-евскгидроуголь". Депонирована ВИНИТИ 17.03.92 г. №897-1392. (Соавторы В.И.Штеле, А.И.Петушков, Ю.П.Сосенков, Г.М.Захаров).

10. Методические указания по определению рациональных режимов мельничного способа приготовления многокомпонентных закладочных смесей на рудниках "Маяк", "Таймырский" Норильского ГМК. Новосибирск, 1991г. НГМК им.А.П.Завенягина,, ИГД СО. РАН. (Соавторы В.В. Аршавский, В.И.Штеле, В.С.Левин, Л.В.Маленин, О.Б.Осеев).

11. Состав закладочной смеси а.с. №1666774. (Соавторы Г.М.Захаров, В.А.Казаков, А.И.Петушков, В.И.Штеле).

Л2. Закладочная смесь а.с. по заявке №4861490/33/063603 (Соавторы В.И.Штеле, Ю.П.Сосенков, Г.М.Захаров, А.И.Петушков).

13. Лопасной барабанный питатель а.с. №1167131. (Соавторы Ю.Н.Ермолин, А.Г.Михайлов, Н.А.Рыженков).

14. Устройство для промывки полезных ископаемых а.с.№1641423. (Соавторы В.А.Вагнер, А.Г.Михайлов).

15. Помольный узел струйной мельницы а.с. по заявке №4778180/33 (145877) Соавтор В.И.Штеле).

16. Способ приготовления твердеющих закладочных смесей а.с. по заявке №4877227/03 (I053I8) (Соавторы Г.Р.Бочкарев, С.А.Кондратьев, В.И.Штеле, Ю.М.Филипов).

17. Трубопровод для транспортировки жидких смесей а.с. №1645226 (Соавтор В.И.Штеле).

18. Трубопровод для транспортировки жидких-сред а.с.по заявке № 4to032Q/27-I1/026397 (Соавтор В.И.Штеле).

19. Трубопровод для транспортировки твердеющих закладочных смесей, а.с. №1691242 (Соавторы В.В.Батурин, Г.М.Захаров, В.И.Штеле, Я.Я.Кусинып, О.Б.Осеев, А.И.Петушков).

20. Активатор жидких сред а.с. №1654603. (Соавторы Я.Я.Кусинып, В.И.Штеле).

21. Активатор жидких твердеющих закладочных смесей а.с.№1710782 (Соавторы О.Б.Осеев, В.И.Штеле).

22. Способ приготовления литой твердеющей закладки в шаровой мельнице а.с. по заявке №4851560/33 ( 078478).

Подписано к печати 2 февраля 1993г. Формат 60x64/16. Печать офсетная. Объем I п. л. тираж 100. заказ 9.

ИГД СО РАН