PL150834B1

PL150834B1 - Method for increasing gravitational flow of a filling mixture, particularly of curable mixture

Info

Publication number: PL150834B1
Application number: PL26154586A
Authority: PL
Priority date: 1986-09-23
Filing date: 1986-09-23
Publication date: 1990-07-31
Also published as: PL261545A1

Description

RZECZPOSPOLITA prti ska RZECZPOSPOLITA prti ska OPIS PATENTOWY PATENT DESCRIPTION 150834 150834 czytelnia reading room Patent dodatkowy do patentu nr--- Additional patent to patent no. --- Urzędu Puri nioweao Office of Puri nioweao Zgłoszono: ^{85 09 23} /^p· 261545/Reported: ^{85 09 23} / ^p · 261545 / Pierwszeństwo ---- Priority ---- Int. Cl. Int. Cl. ⁵ E21F 15/00 ⁵ E21F 15/00 URZĄD PATENTOWY OFFICE PATENT Zgłoszenie ogłoszono: 88 06 09 Application announced: 88 06 09 RP RP Opis patentowy opublikowano: 1990 12 31 Patent description published: 1990 12 31

Twórcy wynalazku: Bogusław Woźniakowski, Zdzisław Ciurla, Konrad Wanielista, Leszek Żołyniak, Zbigniew NaporowskiCreators of the invention: Bogusław Woźniakowski, Zdzisław Ciurla, Konrad Wanielista, Leszek Żołyniak, Zbigniew Naporowski

Uprawniony z patentu: Kombinat Górniczo-Hutniczy Miedzi Zakłady Badawcze i Projektowe Miedzi CUPRUM, Wrocław /Polska/The holder of the patent: Kombinat Górniczo-Hutniczy Miedzi Zakłady Badawcze i Projektowe Miedzi CUPRUM, Wrocław / Poland /

SPOSÓB ZWIĘKSZANIA PRZEPŁYWU GRAWITACYJNEGO MIESZANINY PODSADZKOWEJ, ZWŁASZCZA UTWARDZANEJA METHOD OF INCREASING THE GRAVITY FLOW OF THE PAD MIXTURE, ESPECIALLY HARDENED

Wynalazek dotyczy sposobu zwiększania przepływu mieszaniny podsadzkowej, zwłaszcza utwardzanej, w rurociągach podsadzkowych kopalni podziemnej·The invention relates to a method of increasing the flow of a proppant mixture, especially a cured mixture, in an underground mine backfilling pipeline.

W kopalniach rud miedzi, do podsadzania wyrobisk stosuje się podsadzkę płynną. Jako materiał podsadzkowy stosowany jest wyłącznie piasek podsadzkowy· Stosowanie takiej podsadzki cechuje szereg niedogodności z których najważniejszymi są:In copper ore mines, liquid filling is used to backfill the excavations. Only backfill sand is used as a backfill. The use of such a backfill has a number of disadvantages, the most important of which are:

- stosunkowo duża ściśliwość podsadzki, która utrudnia, a niekiedy wręcz uniemożliwia bezpieczne prowadzenie robót wybierkowych, szczególnie w przypadku eksploatacji grubego i bardzo grubego złoża,- relatively high compressibility of the filling, which makes it difficult and sometimes even impossible to carry out safe excavation works, especially in the case of the exploitation of a thick and very thick deposit,

- ograniczone zasoby piaeku podsadzkowego dobrej jakości, którego koszt wydobycia systematycznie rośnie,- limited resources of good quality backfilling sand, the cost of which is systematically growing,

- konieczność budowy kolejnych odkrywkowych kopalń piasku podsadzkowego, co Jest kosztowne i powoduje degradację środowiska naturalnego·- the need to build new opencast backfill sand mines, which is expensive and causes degradation of the natural environment

Z drugiej strony, procesom wydobywczo-przeróbczym i metalurgicznym rudy miedzi towarzyszy powstawanie znaczących ilości odpadów stałych, stanowiących około 95% całej wydobytej masy rudy miedzi· Stanowią je przede wszystkim odpady flotacji rud miedzi, żużel pomiedziowy oraz w mniejszych ilościach - skała płonna· Odpady flotacji są składowane na powierzchni w tak zwanych stawach osadowych, zaś żużel pomiedziowy i skała płonna na hałdach· Do tego celu poświęcono już znaczne tereny zielone, degradując środowisko·On the other hand, the mining, processing and metallurgical processes of copper ore are accompanied by the formation of significant amounts of solid waste, constituting about 95% of the total mass of copper ore extracted. These are mainly copper ore flotation waste, copper slag, and in smaller amounts - waste rock. Flotation waste are deposited on the surface in so-called sedimentation ponds, and the slag and waste rock in heaps · Significant green areas have already been dedicated to this purpose, thus degrading the environment ·

Badania wykazały, że wyżej wymienione odpady stałe nie mogą samodzielnie być wykorzystane do podsadzki hydraulicznej· Jednym z podstawowych parametrów hydrotransportu grawitacyjnego mieszaniny podsadzkowej jest jej gęstość, określająca zawartość części stałych w jednostce objętości tej mieszaniny· Dla danej konfiguracji przestrzennej Instalacji podsadzkowej, można wyznaczyć maksymalną gęstość mieszaniny, przy której Jej grawitacyjny przepływ jestStudies have shown that the above-mentioned solid wastes cannot be used for hydraulic proppant on their own.One of the basic parameters of gravity hydrotransport of a proppant mixture is its density, determining the content of solids in a unit volume of this mixture. the mixture at which its gravitational flow is

150 834150 834

150 834 jeszcze możliwy, a przekroczenie której - prowadzi do zatkania rurocięgów· W przypadku 2 kopalń rud miedzi gęstość te wynosi około 1,8 - 1,9 T/m · Każdy sposób umożliwiajęcy zwiększenie zagęszczenia mieszaniny podsadzkowej, dla danej instalacji podsadzkowej, jest cenny, umożliwia bowiem zmniejszenie ilości wody opuszczonej ne dół w mieszaninie podsadzkowej, którę następnie trzeba wypompowywać na powierzchnię oraz upraszcza i obniża koszty gospodarki wodno-mułowej kopalni·150 834 is still possible, and exceeding which - leads to clogging of pipelines · In the case of 2 copper ore mines, the density is about 1.8 - 1.9 T / m · Any method allowing to increase the concentration of the proppant mixture, for a given backfilling system, is valuable , because it allows to reduce the amount of water lowered in the backfill mixture, which then has to be pumped to the surface, and simplifies and reduces the costs of water-sludge management in the mine

Od szeregu lat prowadzone sę prace majęce na celu z jednej strony poprawienie parametrów podsadzki - wytrzymałości, ściśliwości, a z drugiej strony na zastępieniu, choćby częściowym, kosztownego piasku podsadzkowego uclężliwymi odpadami przemysłu miedziowego·For many years, work has been carried out to improve the parameters of the filling - strength, compressibility, and on the other hand, to replace, at least partially, the costly backfilling sand with compressible waste from the copper industry.

Z aktualnego stanu wiedzy wynika, że osięgnęć to można tylko przez zastosowanie podsadzki utwardzanej, to znaczy zawierajęcej oprócz materiału podsadzkowego, który stanowić może mieszanina dostępnych substancji odpadowych - środek więżęcy·The current state of knowledge shows that this can only be achieved by the use of a hardened proppant, i.e. containing, in addition to the proppant, which may be a mixture of available waste substances - a trapping agent

Podsadzka utwardzana znajdujęca coraz większe zastosowanie w górnictwie światowym przynosi niewętpliwe, następujęce korzyści:Hardened screed, which is increasingly used in the global mining industry, brings the following undoubted benefits:

- możliwość bezpiecznego wyblerenia złóż grubych i bardzo grubych, zwłaszcza w warunkach zagrożeń tępaniami,- possibility of safe bleeding of coarse and very coarse deposits, especially in conditions of blunting hazards,

- wysokę podporność ostatecznę i małę ściśliwość,- high final strength and low compressibility,

- zmniejszenie strat eksploatacyjnych- reduction of operational losses

- możliwość zagospodarowania kłopotliwych odpadów przemysłowych,- the possibility of managing troublesome industrial waste,

- niewielkę ilość odprowadzanej wody podsadzkowej,- a small amount of drainage water,

- uproszczonę gospodarkę wodno-mułowę w kopalni,- simplified water and sludge management in the mine,

- zmniejszenie szkód górniczych·- reduction of mining damage ·

Dotychczas jedynym wszechstronnie rozpatrywanym środkiem więżęcym był cement, co przy jego obecnym deficycie i wysokiej cenie, przekreśla praktycznę możliwość stosowania podsadzki utwardzanej· Aktualnie rysuje się możliwość wykorzystania jako środka więżęcego podsadzkę utwardzanę męczkę anhydrytowy. Męczka ta charakteryzuje się dobrymi parametrami wytrzymałościowymi i jest tańsza od cementu· Skojarzenie tego środka więżęcego z odpadami prze mysłu miedziowego dla potrzeb podsadzki utwardzanej będzie znaczęcym krokiem do przodu w tej dziedzinie górnictwa· Obecność w mieszaninie podsadzkowej środka więżęcego powoduje zasadniczę zmianę jej hydromechanicznych własności· Wzrasta lepkość i opory przepływu, mieszanina traci własności newtonowskie· Powoduje to gwałtowne obniżenie się wydajności przepływu w rurocięgach podsadzkowych, a przy stosunkowo dużej zawartości środka więżęcego i koncentracji objętościowej ciał stałych oraz długim odcinku poziomym instalacji podsadzkowej - zatkanie rurocięgu i wstrzymania przepływu· Zjawisko to jest często niedocenione w rozważaniach nad podsadzkę utwardzanę. Znanym sposobem zapobiegania temu niebezpieczeństwu jest wspomaganie pompowe przepływu sprężonym powietrzem będź rozrzedzenie wodę mieszaniny podsadzkowej· W pierwszym przypadku komplikuje to i podnosi koszty podsadzki, w drugim powoduje zasadnicze obniżenie wytrzymałości otrzymanej podsadzki·So far, the only comprehensively considered captive measure was cement, which, given its current deficit and high price, makes it impossible to use hardened proppant. Currently, there is a possibility of using hardened anhydrite proppant as a restraining agent. This tire is characterized by good strength parameters and is cheaper than cement. The combination of this trapping agent with waste from the copper industry for the purpose of hardened proppant will be a significant step forward in this field of mining. viscosity and flow resistance, the mixture loses Newtonian properties It causes a rapid decrease in flow efficiency in the backfill pipelines, and with a relatively high content of trapping agent and solids volumetric concentration and a long horizontal section of the backfilling system - pipe blockage and flow stoppage underrated in considerations over cured proppants. A known method of preventing this danger is to assist the pump in the flow with compressed air, or to dilute the water of the proppant mixture.

Sposób zwiększenia przepływu grawitacyjnego mieszaniny podsadzkowej, zwłaszcza utwardzanej w rurocięgach podsadzkowych kopalni podziemnej, realizowany poprzez obniżenie lepkości tej mieszaniny i zwiększenie Jej przepływu według wynalazku polega na dodaniu do wody będęcej medium transportowym upłynnlacza hydraulicznego w postaci żywicy melaminowo-formaldehydowo-siarczynowaj w ilości 0,7 - 5% masy wody· Ze względów technicznych, ekonomicznych i ochrony środowiska korzystnym jest gdy materiał podsadzkowy, zwłaszcza podsadzki utwardzanej, stanowię odpady przemysłu miedziowego, a przynajmniej jeśli ich udział w stosunku do piasku podsadzkowego jest znaczęcy·The method of increasing the gravity flow of the proppant mixture, especially hardened in the underground mine backfilling pipelines, by reducing the viscosity of this mixture and increasing its flow according to the invention, consists in adding a hydraulic fluidizer in the form of a melamine-formaldehyde-sulphite resin in the amount of 0.7 to the water being the transport medium. - 5% by weight of water · For technical, economic and environmental reasons, it is advantageous if the backfilling material, especially the hardened backing, is waste of the copper industry, or at least if its share in relation to the backfilling sand is significant

Realizację wynalazku przedstawiono na przykładzie jednej z kopalń rud miedzi, posiadajęcej wgłębny, szybowy zbiornik podsadzkowy i powierzchniowe składowisko zlokalizowane przy szybie podsadzkowym· Drobnozmielony anhydryt jest dostarczany kolejowę linię przemysłowę do zbiornika - silosa, wybudowanego przy podsadzkowni· Z silosa jest podawany dozownikiem do mieszalnika obrotowego, do którego jest również dozowana woda i upłynniacz hydrauliczny· Otrzymana w ten sposób płynna zaprawa więżęca, jest transportowana grawitacyjnie za pomocę rurocięgu do podsadzkowej skrzyni zmywczej, znajdujęcej się pod zbiornikiem podsadzkowym, do którego jest dostarczany wagonami podsadzkowymi granulowany żużel pomiedziowy iThe implementation of the invention is presented on the example of one of the copper ore mines, which has a deep, shaft backfilling tank and a surface landfill located next to the backfill shaft. Finely ground anhydrite is supplied by railway industrial line to the silo tank built near the backfilling plant. to which water and hydraulic fluidizer are also dosed · The resulting liquid captive mortar is transported by gravity by means of a pipeline to the backfilling washbox, located under the backfill tank, to which granulated interconnecting slag is supplied by filling wagons and

150 834 piasek podsadzkowy· Równocześnie na terenie składowiska, przy szybie podsadzkowym jest gromadzona rozdrobniona skała płonna, dostarczana do zbiornika podsadzkowego za pomocą przenośnika taśmowego·150 834 backfill sand At the same time, in the landfill area, crushed waste rock is collected at the backfill shaft and delivered to the backfill tank by means of a belt conveyor.

Otrzymany w ten sposób materiał podsadzkowy, będący mieszaniną przede wszystkim odpadów przemysłowych jest dozowany ze zbiornika podsadzkowego do skrzyni zmywczej krótkim przenośnikiem taśmowym· W skrzyni zmywczej następuje wymieszanie płynnej zaprawy anhydrytowej z materiałem podsadzkowym oraz dodatkową ilością dozowanej wody· Otrzymana upłynniona mieszanina podsadzkowa utwardzana, jest następnie transportowana grawitacyjnie rurociągami podsadzkowymi do podsadzanych wyrobisk górniczych, z wydajnością dużo większą niż w przypadku bez upłynniacza· Warto zauważyć, że obniżenie lepkości i oporów przepływu podsadzki utwardzanej zgodnie z wynalazkiem, umożliwia zwiększenie wytrzymałości tej podsadzki, przy danej zawartości środka wiążącego, poprzez obniżenie w niej zawartości wody, będącej środkiem transportującym, której udział w mieszaninie podsadzkowej utwardzanej jest zawsze znacznie większy od udziału niezbędnego do procesu wiązania podsadzki w zrobach·The thus obtained proppant, which is a mixture of mainly industrial waste, is dosed from the filling tank to the washbox by a short belt conveyor. In the washbox, the liquid anhydrite mortar is mixed with the proppant and an additional amount of dosed water. The resulting liquefied proppant mixture is hardened and then transported by gravity through proppant pipelines to backfilled mining excavations, with a capacity much greater than in the case of without a liquefier. water content, which is a means of transport, the share of which in the hardened proppant mixture is always much greater than the share necessary for the binding process of the proppant in the goaf

Claims

Patent claim

A method of increasing the gravity flow of the proppant mixture, especially the hardened one, in the underground mine backfilling pipelines, consisting in lowering the viscosity of this mixture and reducing its flow resistance, characterized by adding a hydraulic fluidizer to the water in the amount of 0.7 - 5% of its mass in the form of melamine-formaldehyde-sulphite resin