Заполнители

Заполнители формируют жесткий каркас закладочного массива. При выборе заполнителя необходимо провести качественные исследования его свойств, основываясь на требованиях к искусственному массиву и в соответствии с технологии закладочных работ.

Важное значение для заполнителей имеют размеры пустот, их распределение и взаимная связь, характер поверхности и текстура, зерновой состав и форма зерен.

Размеры, распределение и взаимосвязь пустот, т.е. пористость заполнителей, определяют количество и скорость поглощения воды или степень водопроницаемости. Это в очередь оказывает большое влияние на химическую устойчивость закладки, а также стойкость к действию агрессивных вод.

Характер поверхностной пористости заполнителя оказывает влияние на силу сцепления между частицами и структуру искусственного камня. Это обстоятельство и текстура (или шероховатость) поверхности обуславливают, в первую очередь, способность заполнителей к сцеплению.

Заполнители для закладочных работ специально добываются либо в качестве их используются отходы горно-обогатительного производства. По своей крупности заполнитель делится на крупный и мелкий.

В качестве крупного заполнителя для сухой, гидравлической и твердеющей закладки применяют природные специально добываемые материалы - гравий и щебень, а также отходы горно-обогатительного производства.

Гравий представляет собой рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) горных пород. Он состоит из окатанных зерен paзмером от 5 до 70 мм.

При содержании в гравии 25-40% песка материал называют песчано-гравийной смесью. По крупности разделяют гравий: весьма мелкий (5-10 мм), мелкий (10-20 мм), средний (20-40 мм), крупный (40-70 мм).

Гравий характеризуется истираемостью и сопротивлением удару. По истираемости (потери массы в процентах от первоначальной массы) гравий делят на четыре класса: И-20 (20 %), И-30 (21-30%), И-45 (31-45%) и И-55 (46-55%). В зависимости от сопротивления удару при испытании на копре ПМ гравий разделяют на три марки: У-75, У-50 и У-40.

Щебень получают путем дробления горных пород (гранита, диабаза, известняка, доломита, легкой фракции обогащения руд в тяжелых средах, кварцита) или искусственных камней (металлургических шлаков) на куски размером 5÷70 мм. Зерна щебня имеют непра­вильную форму, лучшей считается форма, приближающаяся к кубу или тетраэдру.

По дробимости, истираемости и сопротивлению удару к щебню предъявляют такие же требования, как и к гравию. Марка щебня определяется пределом прочности породы при сжатии (МПа) в водонасыщенном состоянии. Щебень разделяют на следующие марки -120, 100, 80, 60, 40, 30 и 20.

В качестве крупного заполнителя могут использоваться также отсевы дробильно-сортировочных фабрик строительного производства.

В качестве мелкого заполнителя для закладочных работ применяют природный или искусственный песок, флотационные хвосты и шламы.

Песок - рыхлая смесь зерен крупностью 0,14÷5 мм, образовавшаяся в результате естественного разрушения массивных горных пород или их дробления (природные пески). Кроме них, применяют искусственные, получаемые при дроблении или грануляции метал­лургических или топливных шлаков. Наиболее приемлемы природные кварцевые пески, обладающие высокой стойкостью и прочностью. Для лучшей консистенции песок должен иметь зерна различной величины, что обеспечивает минимальный объем пустот и наимень­ший расход вяжущего для приготовления закладки. Пустотность песка с оптимальным зер­новым составом обычно не превышает 40%.

По зерновому составу природные пески подразделяются на крупный, мелкий и очень мелкий.

Объемная насыпная масса песка зависит от пустотности, степени уплотнения и влажно­сти. Сухой рыхлый кварцевый песок имеет обычно массу 1,5-1,6 т/м³. При изменении влаж­ности песка в пределах от 0 до 25% объем и объемная масса его сильно изменяются. Наибольший объем (при наименьшей насыпной объемной массе) песок имеет при влаж­ности 5-7 %.

Дробленый песок должен отвечать тем же требованиям, что и природный.

Флотационные хвосты обогатительных фабрик представляют собой отходы производства после извлечения из руды металла. Модуль крупности отвального песка 2,5-3,3, плотность 1, 5 т/м³, влажность колеблется от 5 до 25%. Хвосты обогатительных фабрик могут быть использованы из текущей переработки руды после их обесшламливания или ле­жалые из хвостохранилища.

На Малеевском руднике используют следующие заполнители.

В качестве основного инертного заполнителя твердеющей смеси применяют молотый скальный материал, получаемый из легкой фракции обогащения руды в тяжелой суспензии обогатительной фабрики и из породы от ведения горных работ. Поставляемый на закладочный комплекс исходный скальный материал должен быть додроблен до крупности 20 мм, при этом содержание частиц крупнее 20 мм допускается не более 5% по массе.

Содержание посторонних примесей (древесной щепы и др.) в дробленном материале не должно превышать 2% по массе. Влажность поставляемого на закладочный комплекс дробленного материала не должна превышать 10%.

В процессе приготовления закладочной смеси дробленный скальный материал должен измельчаться в шаровой мельнице до крупности, характеризующейся содержанием мелкого класса минус 0,08 мм. не менее 25% по массе и содержанием крупного класса плюс 2,5 мм. не более 15% по массе.