Исследование влияния активационной обработки на галитовые отходы обогащения при приготовлении закладочной смеси

В качестве альтернативного варианта при отработке водорастворимых руд предложено применение системы разработки с искусственным поддержанием очистного пространства, позволяющей снизить вероятность возникновения техногенных катастроф. Рекомендовано использование в закладочной смеси галитовых отходов обогащения, что позволит улучшить технико-экономические показатели горнодобывающего предприятия и экологическую обстановку в районе ведения горных работ. Рассмотрены факторы, оказывающие влияние на выбор технологии разработки с искусственным поддержанием очистного пространства. Обозначены преимущества и недостатки использования технологии закладки. Раскрыты аспекты приготовления твердеющей закладки и вопросы улучшения ее качества путем активации компонентов. Проведен анализ проблем, возникающий при транспортировании закладочной смеси от места приготовления к месту укладки в выработанном пространстве. Рассмотрен вопрос замены специально добываемых материалов, используемых в качестве инертного заполнителя в закладочных смесях, на галитовые отходы обогащения, прошедшие активационную обработку в дезинтеграторах, что позволит снизить стоимость закладочных работ при сохранении заданных параметров закладки. Установлено, что активация галитовых отходов обогащения, используемых в закладочной смеси в качестве инертного заполнителя, и готовой смеси позволяет существенно улучшить качество закладочной смеси, ее транспортабельность и прочностные характеристики закладочного массива. Установлено, что закладочная смесь, полученная на основе активированных галитовых отходов, менее подвержена расслоению, более подвижна и однородна по составу. Разработана технологическая схема приготовления закладочной смеси на основе галитовых отходов обогащения, прошедших дезинтеграционную активационную обработку. Предложена концепция, исключающая образование отходов и предполагающая применение промежуточных продуктов в цикличном производстве.

Ключевые слова: активация, безотходное производство, геотехнология, дезинтегратор, закладка выработанного пространства, закладочный массив, закладочный материал, закладочные работы, закладочная смесь, массив горных пород, набор прочности, отходы горного производства, подземная разработка, породные отвалы, транспортирование, трубопровод, хвосты обогащения.

Как процитировать:

Конгар-Сюрюн Ч. Б., Фараджов В. В., Тюляева Ю. С., Хайрутдинов А. М. Исследование влияния активационной обработки на галитовые отходы обогащения при приготовлении закладочной смеси // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 1. – С. 43–57. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-1-0-43-57.

Благодарности:

Информация об авторах:

Конгар-Сюрюн Чейнеш Буяновна¹ — студент 1 курса магистратуры, e-mail: Cheynesh95@mail.ru,
Фараджов Васиф Вагифович¹ — руководитель управления международной академической мобильности (УМАМ), e-mail: vasif.faradzhov@yandex.ru,
Тюляева Юлия Сергеевна¹ — студент 1 курса магистратуры, e-mail: tyulyaevayu@gmail.com,
Хайрутдинов Альберт М.¹ — студент, 1 курса магистратуры, e-mail: khayrutdinov.albert99@gmail.com,
¹ НИТУ «МИСиС».

 

Контактное лицо:

Конгар-Сюрюн Ч.Б., e-mail: Cheynesh95@mail.ru.

Список литературы:

1. Хайрутдинов М. М. Пути совершенствования систем разработки с закладкой выработанного пространства // Горный журнал. — 2007. — № 11. — С. 40—43.

2. Хайрутдинов А. М., Тюляева Ю. С. Извлечение полезного ископаемого на небесных телах. Предпосылки, технологические аспекты и правовые основы / Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых: Материалы 14 Международной научной школы молодых ученых и специалистов. — М.: ИПКОН РАН, 2019. — С. 280—283.

3. Хайрутдинов М. М. Применение отходов горного производства в качестве закладочного материала для снижения вредного воздействия на окружающую среду // Горный журнал. — 2009. — № 2. — С. 64—66.

4. Хайрутдинов М. М., Шаймердянов Э. К. Подземная геотехнология с закладкой выработанного пространства: недостатки, возможности совершенствования // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2009. — № 1. — С. 240—250.

5. Тюляева Ю. С. Применение галитовых отходов в закладочной смеси после активационной обработки в дезинтеграторах, как один из способов использования промежуточных продуктов в замкнутом цикле производства / Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: сборник материалов 15-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики, 29–30.10.2019 г. Минск–Тула–Донецк: в 4 т. Т. 1. — Минск: БНТУ, 2019. — С. 211—219.

6. Методические рекомендации по контролю качества закладочных смесей. — Апатиты: ГИ КНЦ РАН, 1990.

7. Rybak J., Schabowicz K. Survey of vibrations generated in course of geotechnical works / NDE for Safety: 40th International Conference and NDT Exhibition: Proceedings, Pilsen Czech Republic. 2010, Brno University of Technology, pp. 237—246.

8. Papan D., Valaskova V., Drusa M. Numerical and experimental case study of blasting works effect // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2016. Vol. 44. No 5. Article 052052. DOI: 10.1088/1755-1315/44/5/052052.

9. Wyjadłowski M. Methodology of dynamic monitoring of structures in the vicinity of hydrotechnical works — selected case studies // Studia. Geotechnica et Mechanica. 2017. Vol. 39. No 4. Pp. 121—129. DOI: 10.1515/sgem-2017-0042.

10. Herbut A., Rybak J. Guidelines and recommendations for vibration control in the case of rapid impulse compaction / Advances and trends in engineering sciences and technologies II. CRC Press. Taylor & Francis Group. 2017. Pp. 761—766. DOI: 10.1201/9781315393827-129.

11. Brząkała W., Baca M. The measurement and control of building vibrations in course of sheet pile wall and Franki pile driving / 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference. SGEM 2017. 2017. Vol. 17. No 12. Pp. 929—936. DOI: 10.5593/sgem2017/12/S02.118.

12. Хайрутдинов М. М., Иванников А. Л., Арад В., Лонг В. Хуанг Проблемы транспорта закладочной смеси к месту укладки / Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: 13-я Международная конференция по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. Т. 1. — Тула: Изд-во ТулГУ, 2017. — С. 282—287.

13. Ермолович Е. А., Ермолович О. В. Исследования реологических характеристик закладочной гидросмеси отходов обогащения железистых кварцитов ОАО «Комбинат КМАРУДА» // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Естественные науки. — 2015. — № 9 (206). — С. 143—146.

14. Ермолович О. В., Ермолович Е. А. Композиционные закладочные материалы с добавкой из механоактивированных отходов обогащения // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. — 2016. — № 3. — С. 24—30.

15. Wojtowicz A., Michałek J., Ubysz A. Range of dynamic impact of geotechnical works on reinforced concrete structures // E3S Web of Conferences. 2019. Vol. 97. Article 03026. DOI: 10.1051/e3sconf/20199703026.

16. Khayrutdinov M., Ivannikov A. The use of mining waste for backfill as one of sustainable mining activities / Proceedings of the International Conferences on Geo-spatial Technologies and Earth Resources (GTER 2017). Hanoi, Vietnam. 2017. Pp. 715—717.

17. Brząkała W. Strength modelling of geomaterials with random systems of structural joints // Probabilistic Engineering Mechanics. 2011. Vol. 26. No 2. Pp. 321—330.

18. Bagińska I., Kawa M., Janecki W. Estimation of spatial variability of lignite mine dumping ground soil properties using CPTu results // Studia Geotechnica et Mechanica. 2016. Vol. 38. No 1. Pp. 3—13. DOI: 10.1515/sgem-2016-0001.

19. Ермолович Е. А. Бесцементная закладочная смесь на основе техногенных отходов // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Естественные науки. — 2010. — № 9 (80). — С. 156—158.

20. Хайрутдинов М. М. Технология закладки высокоплотными смесями (на основе хвостов обогащения) при подземной разработке руд // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2008. — № 11. — С. 276—278.

21. Хайрутдинов М. М., Вотяков М. В. Разработка составов твердеющих закладочных смесей из отходов переработки руд калийных предприятий // Горный информационноаналитический бюллетень. — 2007. — № 10. — С. 220—222.

22. Вотяков M. В. Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовых отходов: Дис. … канд. техн. наук. — М.: МГГУ, 2009. — 89 с.

23. Herbut A., Khairutdinov M. M., Kongar-Syuryun Ch., Rybak J. The surface wave attenuation as the effect of vibratory compaction of building embankments // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 362. Article 012131. DOI: 10.1088/17551315/362/1/012131.

24. Ivannikov A. L., Kongar-Syuryun Ch., Rybak J., Tyulyaeva Y. The reuse of mining and construction waste for backfill as one of the sustainable activities // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 362. Article 012130. DOI: 10.1088/1755-1315/362/1/012130.

25. Стовманенко А. Ю., Анушенков А. Н. Трубопроводный транспорт литых твердеющих закладочных смесей с пониженным водосодержанием // Вестник Кузбасского государственного технического университета — 2016. — № 2. — С. 99—104.

26. Dobrzycki P., Kongar-Syuryun C, Khairutdinov А. Vibration reduction techniques for Rapid Impulse Compaction (RIC) // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1425. Article 012202. DOI 10.1088/1742-6596/1425/1/012202.

27. Дмитрак Ю. В. Эффективность вибротранспортирования материалов // Научный вестник ЮНМ. — 2017. — № 4. — C. 24—28.

28. Ляшенко В. И., Франчук В. П. Повышение эффективности активации компонентов твердеющей закладочной смеси в установках вибрационного трубопроводного транспорта // Известия вузов. Горный журнал. — 2017. — № 4. — C. 92—100.

29. Gorska K., Muszyński Z., Rybak J. Displacement monitoring and sensitivity analysis in the observational method // Studia Geotechnica et Mechanica. 2013. Vol. 35. No 3. Pp. 25—43.

30. Jerzy B., Wojciech P., Wyjadłowski M. Effect of partial mining of shaft protection pillar in terms of reliability index // Georisk. 2015. Vol. 9. No 4. Pp. 242—249.

31. Каплунов Д. Р., Мельник В. В., Рыльникова М. В. Комплексное освоение недр: Учебное пособие. — Тула: Изд-во ТулГУ, 2016. — 332 с.