![](https://expert-mik.ru/wp-content/themes/24author/assets/img/work/work-img.png)
Разработка технологии закладки выработанного пространства твердеющими смесями с использованием хвостов обогащения
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………………………………………… 3 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ОБЗОР, ИЗУЧЕННОСТЬ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ………………………………………………………………………………………………………… 8 1.1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЗАКЛАДОЧНЫХ РАБОТ НА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ
И ЗАРУБЕЖНЫХ ПОДЗЕМНЫХ РУДНИКАХ……………………………………………………………… 8
1.2. СУЩЕСТВУЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЫХ ТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ…………………………………… 18
1.3. СУЩЕСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЛИТЫХ ТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ………… 27
1.4. ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ СПОСОБОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА МАТЕРИАЛЫ ТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ…………………………………………………… 34 1.5. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ……………………………………………………………………. 37 2. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ И РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛИТЫХ ТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ……………………………………………………….38 2.1. ПОДБОР СОСТАВОВ ЗАКЛАДОЧНЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ………………………………………………………………………… 38 2.2. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАКЛАДОЧНЫХ СМЕСЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ……………………………………………………….47 2.3. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ…………………………………………………………………………………………….64 3. ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОМПОНЕНТЫ ЛИТЫХ ТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЕЙ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЗАКЛАДКИ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА ТВЕРДЕЮЩИМИ СМЕСЯМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ……………………………………………………….67 3.1. ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА ГОМОГЕНИЗИРУЮЩЕГО И АКТИВИРУЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КОМПОНЕНТЫ ЛИТЫХ ТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЕЙ ПРИ ИХ ПРОИЗВОДСТВЕ………………………………………………………………………………………………………… 67 3.2. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДЛЯ АКТИВАЦИИ И ГОМОГЕНИЗАЦИИ МАТЕРИАЛОВ СМЕСИ……………………………………………………………………………………………….77 3.3. ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЗАКЛАДОЧНЫХ СМЕСЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХВОСТОВ ОБОГАЩЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИДРОУДАРНО-КАВИТАЦИОННОГО СМЕСИТЕЛЯ……………………………………………….. 80 3.4. ПРОВЕДЕНИЕ ОПЫТНО–ПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ЗАКЛАДКИ В УСЛОВИЯХ РУДНИКА «КОМСОМОЛЬСКИЙ»………….91 3.5. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ…………………………………………………………………………………………….98 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИИ ЗАКЛАДКИ…………………………………..102 ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………………………………………..113 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………………………………………………….. 115 ПРИЛОЖЕНИЕ А……………………………………………………………………………………………………….129 ПРИЛОЖЕНИЕ Б………………………………………………………………………………………………………. 130 ПРИЛОЖЕНИЕ В……………………………………………………………………………………………………….131 ПРИЛОЖЕНИЕ Г………………………………………………………………………………………………………. 135 ПРИЛОЖЕНИЕ Д……………………………………………………………………………………………………….139 ПРИЛОЖЕНИЕ Е………………………………………………………………………………………………………. 140
Актуальность темы. Актуальным направлением совершенствования
технологии подземных горных работ является широкое внедрение систем разработки с закладкой выработанного пространства. Применение закладки – одного из радикальных средств рационального использования недр – обеспечивает безопасную разработку рудных залежей с минимальными потерями и разубоживанием, с сохранением земной поверхности, окружающей среды и утилизацией отходов производства. Практика показывает, что применение систем с закладкой выработанного пространства экономически оправдана при разработках не только месторождений ценных руд цветных металлов, но и ряда угольных и железорудных месторождений.
В большинстве случаев для формирования закладочного массива используются специально добываемый заполнитель и цемент, отличающиеся высокой стоимостью, что снижает конкурентную способность систем разработки с закладкой. Одним из наиболее перспективных путей снижения затрат на закладку, является использование хвостов обогащения. Расширение возможности применения хвостов обогащения сдерживается их тонкодисперсным состоянием, достигаемым при современном технологическом цикле рудоподготовки в процессе обогащения. При этом на ряде горнодобывающих предприятий производят складирование и хранение в хвостохранилищах, что приводит к увеличению затрат на отчуждение земель и отрицательно сказывается на экологической ситуации добывающего района. Таким образом, разработка технологии закладки выработанного пространства с использованием хвостов обогащения является актуальной научной и технологической задачей.
Объект исследования– технология приготовления закладочных твердеющих смесей.
Предмет исследования – способ воздействия на материалы твердеющих смесей с использованием хвостов обогащения гидроударно- кавитационным полем.
4
Целью диссертационного исследования является разработка
технологии закладки выработанного пространства твердеющими смесями с использованием хвостов обогащения Талнахской обогатительной фабрики (ТОФ–2).
Идея работы заключается в применении импульсного гидроударно- кавитационного воздействия активации исходных материалов твердеющих смесей с использованием хвостов обогащения
Задачи исследования:
1. Установить закономерности повышения прочностных и реологических свойств литых твердеющих смесей (ЛТС) с использованием хвостов обогащения и выбрать рациональный способ воздействия на материалы исследуемых смесей, обеспечивающий прочностные, реологические свойства, требуемые технологией возведения искусственного массива при закладке выработанного пространства.
2. Разработать установку для активации и гомогенизации компонентов литых твердеющих смесей на основе выбранного способа воздействия и определить механизм набора прочности литых твердеющих смесей при существующих и разработанной технологиях приготовления.
3.Разработать и рекомендовать технологию закладочных работ с использованием хвостов обогащения.
Методика исследования
При решении поставленных задач использован комплексный метод исследований, включающий:
обобщение и анализ научно-технических публикаций по вопросам ведения закладочных работ с использованием хвостов обогащения;
лабораторные и опытно-промышленные исследования, обработку результатов исследований с применением аппарата математической статистики и использованием вычислительных и графических пакетов современных программных приложений ЭВМ
5
проведение количественного комплексного рентгеноспектрального и
рентгенофазового вещественного анализа с использованием рентгеновского дифрактометра XRD 7000.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
1.Содержание в хвостах обогащения мелкодисперсных фракций в составе рецептур закладки обеспечивает проявление их вяжущих свойств и повышение набора прочности твердеющих смесей при их обработке в поле гидроударно-кавитационных импульсов с частотой 5000-6000 имп/с.
2. Формируемая прочность и реологические свойства литых твердеющих смесей с использованием хвостов обогащения определяется количественным присутствием дисперсных частиц хвостов обогащения в компонентах смеси, интенсивностью их совместной обработки гидроударно- кавитационными импульсами в среде вяжущего, ведущей к гомогенизации и ускоренному прохождению твердофазных химических реакций, образующих разветвленную кристаллическую решётку в процессе твердения.
3. Качество искусственного массива, возводимого в выработанном пространстве твердеющими составами с использованием хвостов обогащения, обеспечивается прочностными и реологическими свойствами закладочных смесей, формируемыми в поле гидроударно-кавитационных импульсов в процессе производства.
Научная новизна:
1. Установлены закономерности повышения прочностных и реологических свойств литых твердеющих смесей с использованием хвостов обогащения;
2. Определен механизм набора прочности литых твердеющих смесей с использованием хвостов обогащения при существующих и разработанной технологиях приготовления;
3. Научно установлено, что гидроударно-кавитационная активация материалов смеси ведет к повышению набора прочности закладочного
6
массива за счет гомогенизации и активации мелкодисперсной части смеси
составов.
Степень достоверности работы. Подтверждена сходимостью
результатов лабораторных исследований с опытно-промышленными данными, патентной защитой новых технологических решений.
Практическое ценность работы:
разработан гирдроударно-кавитационный смеситель, обеспечивающий возможность смешивания исходных тонкодисперсных компонентов в твердеющих смесях в поле гидроударно-кавитационных импульсов, и позволяющий повысить эффективность работы вяжущего в составах смесей за счет наиболее полной гидратации вяжущего при его гомогенном распределении в среде мелкодисперсного заполнителя ЛТС;
разработан способ приготовления твердеющей смеси с использованием гидроударно-кавитационного устройства обеспечивающий повышение скорости твердения и увеличение прочности закладочного массива за счет повышения степени гидратации и активации компонентов закладочных смесей;
разработаны технология производства закладочных смесей и рецептуры составов с использованием хвостов обогащения, обеспечивающие прочностные и реологические свойства, требуемые технологией возведения искусственного массива.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на всероссийских научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодёжь и наука», Красноярск, 2012-2014; международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Молодёжь и наука: проспект Свободный», Красноярск, 2015; международном конгрессе-выставке «Цветные металлы», Красноярск, 2013- 2014; всероссийской конференции к 70-летию ИГД СО РАН «Проблемы развития горных наук и горнодобывающей промышленность» (Новосибирск, 6-10 октября 2014 г.), II Всероссийской научной конференции с
7
международным участием Малышевские чтения (Старый Оскол, 2015); международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных
«Проспект Свободный», Красноярск, 2016-2019.
Личный вклад автора состоит в постановке цели и задачи исследования; обосновании способа воздействия на материалы твердеющих смесей с использованием хвостов обогащения; разработке устройства, обеспечивающего воздействие гидро-кавитационных импульсов на материалы твердеющих смесей с использованием хвостов обогащения при их производстве; постановке и проведении лабораторных и опытно- промышленных исследований по подбору и составу закладочных смесей с применением хвостов обогащения при различных технологиях их приготовления; разработке методики определения экономико- технологической эффективности исследуемых составов закладочных смесей с использованием хвостов обогащения; апробировании разработанных устройств и технологии.
Публикации: основные результаты диссертационной работы опубликованы в 20 научных работах, в том числе 7 статей в журналах, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России, получены 2 патент РФ на
изобретение.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 138
страницах и состоит из введения, четырех глав, заключения, 6 приложений и
списка используемой литературы из 117 наименований; содержит 43 рисунка,
30 таблиц.
![](https://expert-mik.ru/wp-content/themes/24author/assets/img/signup-document.png)
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!