Закладочные материалы

ЗАКЛАДОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ (а. stowage materials; н. Versatzgut, Versatzmaterial; ф. remblais, materiel de remblayage; Н. materiales para relleno) — используются для заполнения выработанного пространства шахт. Общие требования, предъявляемые к закладочным материалам: возможность создания устойчивого и плотного массива с минимальной усадкой; надёжность и безопасность транспортирования; устойчивость к самовозгоранию (содержание горючих примесей не должно превышать 20%, сернистых соединений — 5-8%); минимальная слёживаемость и смерзаемость при хранении на складах; невысокая стоимость (в связи с этим ориентируются на местные закладочные материалы, доставка которых не требует больших транспортных затрат).

Закладочными материалами для гидравлической закладки служат пески, гранулированные шлаки, отходы обогатительных фабрик, породы отвалов (песчаники, аргиллиты, алевролиты) крупностью в CCCP до 60 мм, за рубежом до 80-100 мм, малоабразивные и не содержащие металлических и других посторонних предметов. Лучшими закладочными материалами, обеспечивающими наименьшую усадку, являются пески, а также песчано-породная смесь с содержанием песка, соответствующим полному заполнению пор между кусками дроблёной породы (практически 25-35%). При закладке песками нижний предел крупности закладочного материала ограничивается классом 0-0,1 мм пылевато-глинистых частиц, содержание которого не должно превышать 30%. При закладке дроблёными породами содержание мелких фракций менее 1 мм из условия предотвращения их вымыва из закладочного массива не превышает 10%. Верхний предел крупности частиц материала в среднем не должен превышать 1/3 его диаметра, а максимальный размер кусков — 0,8 размера проходных отверстий гидротранспортного оборудования. Усадка массива из закладочного материала при гидравлической закладке 7-20%.

В качестве закладочного материала для пневматической закладки применяют дроблёные горные породы или отходы обогатительных фабрик и породы отвалов с малой абразивностью, крупностью до 60-80 мм, без посторонних, особенно металлических, примесей. Предпочтительными являются крупнокусковые закладочные материалы невысокой плотности. Содержание фракций 0-6 мм в закладочных материалах ограничивается объёмом пустот (30%) между крупными классами. Для уменьшения пылеобразования при заполнении выработанного пространства относительный объём пылевато-глинистых частиц размером 0,1 мм в закладочных материалах не более 10%. Влажность закладочных материалах не свыше 10%. Усадка закладочного массива 20-30%.

Для твердеющей закладки приготавливают литые, пластичные и жёсткие смеси, включающие крупные и мелкие инертные заполнители, микронаполнители, вяжущие, активизирующие и пластифицирующие материалы. В качестве инертных заполнителей используют закладочные материалы крупностью до 40 мм с содержанием класса 5-40 мм в пределах 40%, а частиц максимальной крупности — не более 10%. Для снижения расхода вяжущего, улучшения транспортабельности смеси и снижения износа трубопровода содержание мелких фракций заполнителя 0,15-0,3 мм составляет 20-35%, а пылевато-глинистых микронаполнителей, замедляющих схватывание вяжущего, — 10-12%. Возможно применение искусственных низкопрочных закладочных материалов: керамзита, аглопорита, пемзы (термозита), перлита, а также глинистых сланцев и отходов обогащения. Вяжущие вещества — низкомарочные (М200-300) бесклинкерные цементы из гранулированных шлаков доменного и никелевого производств, топливных шлаков и золы ТЭЦ, горельников, нефелиновых и бокситовых шламов и др. Усадка закладочного массива 3-5%.

При самотёчной закладке используют закладочные материалы: горные породы, горельники, породы из отвалов и от проведения горных выработок, отходы обогащения и др. Основная масса закладочных материалов — 60-150 мм с максимально допустимым размером кусков до 250-300 мм, содержанием фракций 0-20 мм до 30% и глинистых примесей до 20%. Вследствие сегрегации закладочных материалов по крупности и неплотной укладки при заполнении выработанного пространства величина усадки закладочного массива от 20 до 50%. Угол естественного откоса в зависимости от крупности закладочных материалов 30-45°.

В качестве закладочных материалов для механической закладки используют горные породы, шлаки, отходы обогащения и др. Крупность закладочных материалов зависит от вида закладочного оборудования. При закладке ленточными метательными машинами применяют малоабразивные закладочные материалы, без острогранных кусков, однородные по крупности и содержащие в основном фракции 20-50 мм с допустимым размером кусков 80 мм. При закладке дисковыми метательными машинами крупность закладочных материалов — не свыше 200-300 мм, а содержание в нём мелких классов — минимально (для уменьшения пылеобразования и сегрегации при заполнении выработанного пространства). Требования к закладочным материалам при скреперной закладке сводятся к ограничению максимальной крупности породных кусков 300-350 мм. Усадка закладочного массива при использовании метательных машин 15-30%, скреперов 30-40%.