ОПТИМИЗАЦИЯ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ ДЛЯ ТАШТАГОЛЬСКОГО РУДНИКА

Авторы

  • Василий Иванович Мурко Сибирский государственный индустриальный университет
  • Ирина Владимировна Спиридонова Сибирский государственный индустриальный университет https://orcid.org/0000-0002-9965-5765
  • Илья Дмитриевич Селиванов Сибирский государственный индустриальный университет

DOI:

https://doi.org/10.57070/2304-4497-2024-1(47)-103-110

Ключевые слова:

закладочная смесь, Таштагольский рудник, золошлаковые отходы, цемент, оменный гранулированный шлак, стержневая мельница

Аннотация

Актуальность работы обусловлена, с одной стороны, необходимостью решения проблемы проседания земной поверхности в районах подземных горных работ, а с другой –размещением значительного количества золошлаковых отходов угольных ТЭЦ и котельных, отходов горнодобывающей и металлургической промышленности. В настоящей работе приведено описание работы закладочного комплекса на Таштагольском руднике АО «ЕВРАЗ ЗСМК». Представлен типовой состав закладочной смеси, наиболее дорогостоящими компонентами которой являются цемент Топкинского цементного завода и доменный гранулированный шлак, доставляемый с металлургического комбината в г. Новокузнецк. Проведенными исследованиями установлена возможность оптимизации состава закладочной смеси путем замены цемента и гранулированного шлака на золу уноса «Западно-Сибирской ТЭЦ». Подготовку смеси проводили в лабораторной стержневой мельнице с подбором режима измельчения исходных материалов. В экспериментах добивались необходимых значений крупности (не более 5 % остатка на сите No 0,14) и подвижности закладочной смеси путем добавления воды. Подвижность смеси определяли на приборе Суттарда, встряхивающем столике и стандартном конусе. Представлена методика расчета промышленной стержневой мельницы для замены шаровых мельниц, установленных на руднике. Из подготовленной в лабораторных условиях закладочной смеси готовили образцы твердеющей закладки. Результаты исследований образцов твердеющей закладки показали необходимую прочность при времени выдержки в условиях, моделирующих горную выработку, более 90 суток (более 4 МПа), при этом плотность закладочной смеси составила более 2 г/см3при замене 50 % на золу уноса.

Биографии авторов

Василий Иванович Мурко, Сибирский государственный индустриальный университет

д.т.н., профессор, директор Центра инновационных угольных технологий

Ирина Владимировна Спиридонова, Сибирский государственный индустриальный университет

к.т.н., доцент,заведующий кафедрой инженерных конструкций, строительных технологий и материалов

Илья Дмитриевич Селиванов, Сибирский государственный индустриальный университет

магистрант кафедры инженерных конструкций, строительных технологий и материалов

Библиографические ссылки

Должиков П.Н., Пронский Д.В., Пронская Н.В. Исследования тампонажно-закладочных ресур-сосберегающих смесей для ликвидации выработанного пространства. Известия Тульского государственного университета. Науки о земле. 2023;4:590–598.

Кулагина Т.А., Хаглеев П.Е., Кулагин В.А. Техносферная безопасность в теплоэнер-гетике. Топливоподготовка и золошлакоотвалы. Москва: Русайнс, 2021;408.

Газиев У.А., Рахимов Ш.Т. Закладочные смеси с применением отходов горно-металлургического комбината Узбекистана. Современное промышленное и гражданское строительство. 2020;16(3):109–115.

Cao H., Gao Q., Zhang X., Guo B. Research progress and development direction of filling cementing materials for filling mining in iron mines of China. Gels. 2022;8;192. https://doi.org/10.3390/gels8030192

Хайрутдинов М.М., Конгар-Сюрюн Ч.Б., Тюляева Ю.С., Хайрутдинов А.М. Бесцементные закладочные смеси на основе водорастворимых техногенныхотходов. Известия Томского политехнического универ-ситета. Инжиниринг георесурсов. 2020;331(11)30–36.

Волков Е.П., Анушенков А.Н. Разработка технологии закладки горных выработок литыми твердеющими смесями на основе хвостов обогащения. Красноярск: изд. Сиб. федер. ун-та, 2020;176.

Волков М.А., Гринюк А.П., Мурко В.И., Хямяляйнен В.А., Баёв Д.А. Подготовка тампонажных растворов на основе золошлаковых отходов при сжигании водоугольного топлива из угольных шламов. Горный информационно-аналитический бюллетень.2020;8:97–104.https://doi.org/10.25018/0236-1493-2020-8-0-97-104

Хайрутдинов М.М., Кузиев Д.А., Копылов А.Б., Головин К.А. Техногенные отходы в закладочных смесях –путь снижения воздействия на экологию. Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле.2022;1:152–164.

Dong Y. Study on the coordinated and com-prehensive utilization of multiple solid waste resources in jinchuan mine filling mining. Bei-jing University of Science and Technology. Beijing, China, 2019.

Голик В.И., Дмитрак Ю.В., Габараев О.З., Вернигор В.В. Эффективность утилизации доступ-ного сырья для изготовления твердеющих закладочных смесей. Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2020;11-1:85–93.

Тюляева Ю.С., Ковалик Т., Рыбак А. Строительно-закладочные смеси на основе техно-генных отходов. Технологии бетонов. 2021;2(175):45–51.

Стась Г.В., Урумова Ф.М., Небылова Я.Г., Чельдиева З.К. Концепция выбора составов бетонных смесей для подземного строи-тельства при добыче руд. Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века.2020;9-10(260-261):45–50.

Shobeiri V., Bennett B., Xie T., Visintin P. Mix design optimization of concrete containing fly ash and slag for global warming potential and cost reduction. Case Studies in Construc-tion Materials. 2023;18:e01832.https://doi.org/10.1016/j.cscm.2023.e01832

Перез Л.А., Переа К.Г. Обоснование состава и параметров технологии цементной за-кладки на руднике Cerrolindo, Перу. Физико-технические проблемы разработки по-лезных ископаемых. 2023;4:68–78.https://doi.org/10.15372/FTPRPI20230408

Varshney H. The possibility of replacement of cement by fly ash and glass powder. Interna-tional Journal of Advance Research in Science and Engineering. 2020;07(03):516 –523. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.17991.73126

Liang F., Yang X., Bian Z., Yang H., Gao Q. Experimental study on low cost green filling cementitious material. Min. Res. Dev. 2019;39:16–21.

Kinomura K., Ishida T. Enhanced hydration model of fly ash in blended cement and appli-cation of extensive modeling for continuous hydration to pozzolanic micro-pore structures. Cem. Concr. Compos. 2020;114:103733.

Murko V., Khyamyalyainen V., Baranova M. Use of ash-and-slag wastes after burning of fi-ne-dispersed coal-washing wastes. E3S Web of Conferences. 2018;41:01042.

Giergiczny Z. Fly ash and slag. Silesian Uni-versity of Technology. Gliwice, śląskie, Poland. 2019.

Ni W., Li Y., Xu C. Hydration mechanism of all solid waste cementitious materials from slag electric furnace reduction slag. J. Cent. South Univ.2019;50:2342–2350.

Загрузки

Опубликован

25.03.2024

Как цитировать

Мурко, В. И. ., Спиридонова, И. В. ., & Селиванов, И. Д. . (2024). ОПТИМИЗАЦИЯ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ ДЛЯ ТАШТАГОЛЬСКОГО РУДНИКА. Вестник Сибирского государственного индустриального университета, 1(1), 103–110. https://doi.org/10.57070/2304-4497-2024-1(47)-103-110

Выпуск

Раздел

Металлургия и материаловедение