Исследование материалов и выбор оптимального состава закладочной смеси для условий Североуральского бокситового рудника : диссертация кандидата технических наук
Диссертация
Автор: Вахрушев, Л. К.
Название: Исследование материалов и выбор оптимального состава закладочной смеси для условий Североуральского бокситового рудника : диссертация кандидата технических наук
Справка: Вахрушев, Л. К.. Исследование материалов и выбор оптимального состава закладочной смеси для условий Североуральского бокситового рудника : диссертация кандидата технических наук Свердловск, 1974 194 c. :
Объем: 194 стр.
Информация: Свердловск, 1974
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ f
ГЛАВА I Горнотехнические условия разработки Североуральского бокситового месторождения и обобщение опыта заполнения выработанного пространства закладочными бетонными смесями
1 Горнотехническая характеристика Североц уральского бокситового рудника Ю
2 Требования к физико-механическим свойствам т материала искусственных целиков
3 Анализ существующего положения по заполнению выработанного пространства закладочными бетонными смесями IS
4 Обоснование актуальности исследований, цели, задачи и методы исследований
Вы в о ды
ГЛАВА П Исследование материалов для приготовления закладочных бетонных смесей
I Исследование вяжущих материалов и обоснование рациональной области их применения
11 Цементы и микронаполнители
12 Зольные вяжущие ч р 13 Вяжущие из доменных шлаков
2 Исследование влияния свойств инертных заполнителей на физико-механические характеристики закладочных смесей Ю
В ы в о д ы
ГЛАВА Ш Подбор составов закладочных бетонных смесей
1 Исследование влияния температурного фактора # на прочность и устойчивость искусственных целиков
2 Исследование влияния водовяжущего отношения на прочность закладочных бетонных смесей
3 Исследование влияния активности и расхода вяжущего на прочностные характеристики закладочных бетонных смесей
Методика подбора составов закладочных бетонных смесей с учетом свойств материалов
В ы в о д ы
ГЛАВА 1У Технология приготовления закладочных бетонных смесей на шлаковых и зольных вяжущих I Исследование измедьчаемости шлаковых и зольных материалов и влияния тонкости их помола на прочность закладочных смесей
2 Технология приготовления закладочных бетонных смесей на шлаковых и зольных вяжущих
3 Влияние магнитной обработки закладочных бетонных смесей на их прочность
Выводы
ГЛАВА У Оптимизация состава закладочных бетонных < смесей
I Построение экономико-математической модели ^ оптимизации состава закладочных бетонных смесей '
2 Выбор оптимального состава закладочной бетонной смеси для условий Североуральского бокситового рудника
В ы в о д ы
ЗАКЛЮЧЕНИЙI&
Введение:
Планомерное развитие всех охраслей народного хозяйсхва Советского Союза предусматривает дальнейшее развитие горнодобывающей промышленности, увеличение объема выдаваемой продукции, улучшение ее качества и снижение себестоимости. При эхом рост производства в промышленности, как охмечается в Директивах ШУ съезда КПСС по девятому пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР, должен происходить, прежде всего, за счет;, увеличения производительности труда, внедрения новой прогрессивной технологии, интенсификации и концентрации горных работ [за|Перед цветной металлургией Советского Союза девятым пятилетним планом поставлена задача увеличения выпуска продукции в 1,4 раза, в том числе алюминия на 30-60%. В свете этих решений добыча боксихов на Североуральском ордена Ленина бокситовом руднике, являющегося основным поставщиком высококачественного алюминиевого сырья в стране, к I98S г. должна увеличиться в 1,6 раза по сравнению с уровнем 1970 г. при одновременном резком повышении производительности хруда.
В насхоящее время на руднике применяют две системы - слоевое обрушение и камерно-столбовую, удельный вес которых примерн6^%0% Камерно-столбовая система разработки значихельно эффекхивнее ело евого обрушения, она обеспечивает в 1,5 раза большую производительность хруда забойного рабочего, более высокую инхенсивносхь охработки месторождения и снижение себестоимости руды почти на I руб. Однако дальнейшее расширение области ее применение сдержи ваехся из-за отсутствия подходящих горнотехнических условий.
Необходимость применения системы слоевого обрушения вызвана прежде всего неустойчивостью покрывающих пород и сложным схроением рудных тел. Основной недостаток системы слоевого обрушения -большой объем трудоемких работ по креплению выработанного пространства, которые трудно поддаются механизации и занимают до 50$ времени забойного цикла. Возможности дальнейшего повышения эффективности системы слоевого обрушения весьма ограничены, что ставит под угрозу срыва выполнение правительственных заданий по повышению производительности труда и увеличению объемов производства на руднике.
Решение поставленной задачи по увеличению добычи боксита в 1,6 раза на Североуральском бокситовом руднике невозможно без применения новой, более совершенной,технологии разработки месторождения. Наиболее полно поставленной задаче на данном этапе развития горнорудной промышленности соответствует разработка месторождения системами с заполнением выработанного пространства закладочными бетонными смесями. Это позволит значительно увеличить объем добычи руды высокопроизводительной камерной системой разработки за счет расширения области ее применения. Замена рудных целиков искусственными позволит значительно сократить потери дорогостоящего высококачественного боксита,особенно на участках с большой мощностью и при ведении горных работ на большой глубине.
Институтом "Унипромедь" разработан и обоснован проект перевода шахт Североуральского бокситового рудника (СУБРа) на новую технологию с применением систем разработки с искусственными целиками.
С 1973 года на шахте 15 СУБРа начато внедрение новых систем разработки с заполнением выработанного пространства закладочными бетонными смесями, а к 1980 году намечается закончить перевод на новую технологию всего бассейна. При этом объем закладочных работ превысит I млн.куб.м в год.
Все это выдвигает проблему закладочных работ на предприятии в разряд актуальных.
Эффективность новой технологии добычи бокситов во многом будет определяться экономическими показателями закладочных работ и в первую очередь эффективностью применяемого состава закладочной бетонной смеси и технологической схемой ее приготовления.
На отечественных предприятиях при приготовлении закладочных бетонных смесей в качестве вяжущих применяются цемент и гранулированные доменные шлаки, расход которых в настоящее время превышает 300 тыс.т в год каждого. Причем отсутствие достаточно обоснованной методики подбора состава закладочных смесей с учетом свойств материалов и требований, предъявляемых к ним, зачастую приводит к перерасходу дорогостоящего и дефицитного цемента.
Высокая стоимость цемента и относительная дефицитность гранулированных доменных шлаков являются одной из основных причин, препятствующих широкому применению систем разработки с искусственными целиками.
Несмотря на дефицитность.цемента и гранулированных^доменных шлаков практически не используются для закладочных смесей такие материалы, как отвальные шлаки черной металлургии, титанистые гранулированные шлаки и зодо-шлаковые отходы ТЭД, имеющие широкое распространение и почти не ограниченные запасы. Кроме того, отвалы этих материалов занимают большие земельные площади, на их содержание расходуются огромные средства и они засоряют окружающую среду.
Целью диссертационной работы является исследование основных закономерностей изменения активности вяжущих из различных по составу и свойствам шлаков черной металлургии и зол ТЭЦ, имеющих широкое распространение и большие запасы, что дает возможность использовать результаты исследований не только на Североуральскомбокситовом руднике, но и на других горно-рудных предприятиях страны, исследование влияния свойств вяжущих и инертных материалов на физико-механические характеристики закладочных бетонных смесей и выбор по результатам исследований оптимального состава для условий СУБРа.
В диссертации на основании анализа и обобщения теоретических и экспериментальных исследований, а также лабораторных и производственных исследований, выполненных автором, разработана методика подбора закладочных бетонных смесей с учетом свойств материалов и технологических требований и экономико-математическая модель оптимизации составов вяжущих и закладочных смесей, а также произведен выбор оптимального состава закладочной бетонной смеси для условий СУБРа.
Состав закладочной бетонной смеси на основе зольного вяжущего заложен в проекты закладочных комплексов шахт 9 и 13 Северо-уральского бокситового рудника, а разработанное нами вяжущее на основе отвальных доменных шлаков признано изобретением.
Внедрение результатов нащих исследований в проектные разработки закладочных комплексов для Североуральского бокситового рудника позволило получить условную экономическую эффективность в размере 1,2 млн.руб., а использование нащих рекомендаций на действующей закладочной установке шахты 15 дало годовой экономический эффект в размере 60 тыс.руб.
Диссертационная работа выполнена по результатам научно-исследовательских раббт по проблемам закладочных работ для Североуральского бокситового рудника и ряда других рудников цветной металлургии.
Основные положения диссертации докладывались на научно-техническом совете института "Унипромедь11, на конференции по использованию зол ТЭЦ в производстве стройматериалов в 1972 г. (г. Свердловск), на технических совещаниях Североуральского и Южно-Уральского бокситовых рудников, Красноурадьского медеплавильного комбината и на юбилейной сессии института "Унипромедь".
Автор выражает глубокую благодарность научным руководителям доц.канд.техн.наук А.С.Щукину, ст.научн.сотруднику, канд.техн. наук В.А.Рубцову, а также канд.техн.наук В.А.Коурову, канд.техн. наук К.Ю.Репп, канд.экон.наук М.С.Суменкову за консультации и ценные советы, подученные при выполнении исследований и написании диссертации.
Автор благодарит за оказанную помощь работников Североуральского рудника В.Г.Сафронова, \С.й.Этингова1, И.И.Бакиновского, сотрудников лаборатории закладочных работ института "Унипромедь" Л.К.Гертман, Д.А.Упорову, В.А.Комова, М.И.Куванникова, принимавших участие в проведении исследований по данной работе.
Г Л А В A IГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАЗРАБОТКИ СЕВЕРОУРАЛЬСКОГО БОКСИТОВОГО МЕСТОРОДДЕШЯ И ОБОБЩЕНИЕ ОПЫТА ЗАПОЛНЕНИЯ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА ЗАКЛАДОЧНЫМИ БЕТОННЫШ СМЕСЯМИ
|