Закладочная смесь

Комитет Российской Федерации по патентам.и товарным знакам ЗОБРЕТЕНИ 9-40хонович; Са Людми омышленподземной опаемых с СМЕСЬосится к горной ииспользовано приений полезных и ОПИСАНК ПАТЕНТУ(78) Слащилин Илья ТГригорьевна(51)Е 21 Г 15 00 закладкой выработанного пространства. Состав закладочной смеси обеспечивает снижение себестоимости при одновременном повышении прочности закладочного массива. Смесь содержит следующие компоненты, мас%: цемент 8,5 - 9,8; хвосты обогащения 58,8 - 68,6; кубовый остаток дистипляции капропактама 0,003 - 0,005 и воду. Прочность образцов закладочной смеси на одноостное сжатие составляет 2,9- 3,5 МПа. 3 табл.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55.- группы) в сочетании с группами, несущими на себе положительный заряд (амино-МН 2 или аминогруппы = ИН).Высокая степень развитости поверхности тонких фракций цемента и хвостов обогащения вызывает активную адсорбцию молекул кубового остатка дистилляции капролактама КОДК) из водной суспензии закладочной смеси.При этом атомные группировки с сосредоточенной на них электронной плотностью закрепляются на положительных центрах адсорбции тонких фракций цемента и хвостов, а группы, несущие положительный заряд, закрепляются на участках с сосредоточенной электронной плотностью, Закрепление углеводородной части кольца КаПРОЛаКтаМа, а таКжЕ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ЦЕ- почек аминокапроновой кислоты и продуктов уплотнения капролактама, происходит в основном за счет дисперсионных сил, возникающих между СН 2-группами углеводородных структур и апполярными участками поверхности тонких фракций цемента и хвостов. Кроме того, большая длина молекул веществ, входящих в состав КОДК. способСтвует увеличению поверхности действия дисперсионных сил при закреплении углеводородных структур КОДК, обеспечивающих высокую гидрофобизацию поверхности тонких фракций цемента и хвостов с последующим образованием агрегированных структур из их частиц за счет слипания последних, благодаря химическому сродству адсорбированных на частицах цемента и хвостов пленок КОДК.Таким образом. благодаря наличию сконцентрированной электронной плотности на атоме кислорода карбонильной или карбоксильной групп гетерополярных молекул КОДК, наличию углеводородных групп СН 2- и групп с сосредоточенным положительным зарядом, а также достаточно большой длине молекул не менее Сб) создается возможность одновременно для специфического и неспецифического закрепления их на поверхности тонких фракций цемента и хвостов обогащения, а также специфического взаимодействия. молекул между собой, что в целом обеспечивает наиболее высокую скорость и прочность закрепления КОДК на поверхности цемента и хвостов, гидрофобизацию поверхности указанных частиц, а также образования устойчивых флокул; состоящих из тонких фракций цемента и хвостов.Анализ патентной и технической информации показал, что известно использование кубового остатка дистилл я ци и ка и рола ктама в качестве гидрофилизатора поверхности частиц пыли при очистке пылегазового потока, обеспечивающего уменьшение удельного электрического сопротивления частиц пыли и повышение напряжения коронного разряда. что повышает степень Очистки газов От Рыли,Вышеприведенными результатами исследований установлено, что в закладочной смеси заявляемый компонент - кубовый остаток дистилляции капролактама, являясь дешевым отходом производства, проявляет новое техническое свойство - свойство флокулянта, обеспечивающего повышение прочности закладочного массива за счет активного образования флокул при одновременном снижении вьгноса тонких фракций цемента и хвостов обогащения.На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что заявляемый объект соответствует критерию "Существенные отличия" так как его отличительный признак проявляет новое техническое свойство по сравнению со свойством, проявляемым этим признаком в известном техническом решении.П р и м е р, Для приготовления закладочной смеси в лабораторных условиях были использованы следующие исходные материалы.В качестве вяжущего использован цемент МЗОО.В качестве заполнителя использованы хвосты обогащения, имеющие химический состав, приведенный в табл.1.Гранулометрический состав хвостов обогащения приведен в табл.2,В качестве флокулянта использован кубовый остаток дистилляции капролактама (КОДК), химический состав которой приведен выше.Готовят закладочную смесь следующим образом.Предварительно кубовый остаток дистилляции капролактама растворяют в теплой воде с т = 35-40 С. Одновременно для ускорения растворения указанного компонента в емкость с водой подают сжатый воздух,Затем в смеситель подают в заявляемом соотношении цемент, хвосты обогащения и раствор кубового остатка дистилляции капролактама. Смесь перемешивают до получения однородной массы,Для обоснования преимуществ заявляемой закладочной смеси по сравнению с прототипом, а также для обоснования количественного содержания компонентов в заявляемой закладочной смеси в лабораторных условиях было приготовленошесть составов:составы М 1 - МЗ - с заявляемым содержанием компонентов;состав М 4 - с содержанием компонентов, выходящим за минимальные значения заявляемых компонентов;состав М 5 - с содержанием компонентов, выходящим за максимальные значения заявляемых компонентов;состав М 6 - по прототипу,Из указанных закладочных смесей в лабораторных условиях были изготовлены образцы размером 10 х 10 х 10 см, которые твердели в нормальных условиях при температуре т =+20 С в течение 28 сут. При этом для обеспечения фильтрации воды затворения иэ образцов были использованы формы с перфорированными стенками.Результаты испытаний приведены в табл. М 3.Анализ результатов исследований, приведенных в табл,З, показал, что прочность заявляемой закладочной смеси (состав М 1 - М 3) по сравнению с прототипом (состав М 6) повышается на 4-25% за счет активного образования флокул при одновременномснижении выноса из закладки тонких фракций цемента и хвостов обогащения. Это достигается путем специфического и неспецифического закрепления молекул кубового остатка дистилляции капролактама (КОДК) на поверхности тонких фракций цемента и хвостов обогащения, а также специфического взаимодействия молекул КОДК между собой, что способствует слипаниючастиц цемента и заполнителя другс другом и образованию плотных агрегатов (флокул), Таким образом, применение в смеси КОДК обеспечивает создание закладочного массива без сегрегации с отводом иэ него чистой дренированной воды. Это подтверждают и результаты испь 1 таний составов М 1 - М 3, в которых вынос твердого с фильтратом равен 7,25-7,35 г (см, гр.8 табл,З), что составляет менее 1 от общей массы цемента и хвостов обогащения.Хотя состав И. 4 закладочной смеси имеет низкую себестоимость, использование его нецелесообразно из-эа низких прочностных свойств, связанных со значительным выносом тонких частиц цемента и хвостов из закладки.Применение закладочной смеси состава М 5 также нецелесообразно из-за значительного возрастания ее себестоимости.Преимуществом заявляемой закладочной смеси по сравнению с прототипом явля 5 10 15 Повышение прочностных свойств заявляемой закладочной смеси достигается засчет того, что КОДК является эффективнымфлокулянтом, обеспечивающим закрепление молекул КОДК как на поверхности тонких частиц цемента и хвостов обогащения,так и взаимодействия молекул КОДК междусобой, что способствует образованию флокул и снижению выноса твердого с фильтратом.Использование заявляемой закладочной смеси, например, на шахте "Центральная" ПО "Вжуралзолото", где объемзакладочных работ составляет 44,9тыс.м /год, позволит получить экономический эффект в размере 9,9-36,0 тыс,руб. засчет снижейия себестоимости 1 м закладкипо сравнению с прототипом,Кроме того, использование заявляемойзакладочной смеси в системах разработки сзакладкой выработанного пространстваобеспечивает охрану окружающей среды засчет утилизации отходов производства(КОДК и хвостов обогащения), а также засчет того. что вода, отходящая из твердеющего закладочного массива, не требует дополнительной очистки и может либоповторно использоваться для приготовления закладочной смеси, либо сливаться вводоемы,20 30 35 40 45 50 55 ется снижение на 6-30% себестоимости 1 м смеси при одновременном увеличении на з4-257 ь прочности закладки.Снижение себестоимости заявляемой смеси достигается за счет использования в ее составе дешевого отхода производства - кубового остатка дистилляции капролэктама (КОДК), стоимость которого составляет 66,7 руб/т (в пересчете на твердое), в то время как стоимость полиэкриламида ВПК составляет 4800 руб/т.(56) Авторское свидетельство СССР М 635262, кл, Е 21 Г 15/00.Отчет по НИР "Разработать, исследовать и внедрить высокопроизводительную горную технологию при отработке жильных рудных тел Качканарского месторождения". Этап: Исследование, разработка и внедрение состава закладки на хвостах обогаЩения и шлаков доменного производства, зол ГРЭ С, Магнитогорский горно-металлургический институт. Руковод, раб. И.Т,Слащилив. - М гос, рег. 01860083175. Магнитогорск, 1987, с,23-24, табл. 3,1, (состав М 3),20020 б 4 10 Таблица 1 Таблица 2 1 эблицдЗ сл капролактама шении ко зобретени ненто 8,5 9,88,8 - 68,8 иядистилля ци 003 - 0,00 Остально Составитель И.СлащилинТехред М, Моргентал Редак-35, Рэушская наб.,ква,ина, 101 изводственно-издательский комбинат ".Латент", г. Ужгород,Формула иЗАКЛАДОЧ НАЯ цемент. хвосты обо воду, отличающаяся жения себестоимос менном повышени качестве флокулянта СМЕСЬ, содержащая гащения, флокулянт. и тем, что, с целью снити смеси при одновреи прочности, она в содержит кубовый остаток дистилляцидующем соотнмас, ,;ЦементХвосты обогащенКубовый остатоккапролактамаВода