Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами

Вотяков, Михаил Викторович

Автореферат диссертации по теме "Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами"

На правах рукописи

УДК 622.273.2:553.632

Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами

Специальность 25.00.22 - «Геотехнология (подземная, открытая и строительная)»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2009

003473430

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный горный университет» на кафедре «Технология подземной разработки рудных и нерудных месторождений»

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Хайрутдинов Марат Минизяетович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Кузнецов Юрий Николаевич кандидат технических наук Радченко Дмитрий Николаевич

Ведущая организация - ОАО «Сильвинит» (г. Соликамск, Пермский край).

Защита диссертации состоится «23» июня 2009 года в 1500 часов на заседании диссертационного совета Д212.128.05 при Московском государственном горном университете по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский проспект, д.6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного горного университета.

Автореферат разослан » мая 2009 года

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук Мельник Владимир Васильевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Растущие потребности рынка в минеральных удобрениях вызывают увеличение производственных мощностей горнодобывающих предприятий. Наращивание объемов производства калийных удобрений требует вовлечения в отработку все больших запасов. В настоящее время большинство залежей разрабатывают камерно-столбовой системой с оставлением ленточных целиков. Это неизбежно приводит к большим потерям полезного ископаемого - до 65%. В процессе обогащения образуется огромное количество отходов каменной соли, которые составляют 60-70% от общего объема добытой руды. Они складируются на поверхности и наносят вред плодородным землям и водному бассейну. Оставляемые целики пластичны, со временем происходит их разрушение, что в свою очередь приводит к оседанию земной поверхности. Учитывая наличие в налегающих породах опасных водоносных горизонтов, задача сохранения водозащитной толщи при добыче стоит достаточно остро. Из-за развития нарушений в налегающих породах на Верхнекамском месторождении уже затоплены 2 рудника. Длительное техногенное воздействие и большие площади обнажения приводят также к сейсмической активности районов отработки рудных залежей. На отечественных и зарубежных калийных рудниках уже зарегистрированы горные удары силой до 5 баллов.

Требованиям высокого уровня количественных и качественных показателей извлечения отвечают системы разработки с закладкой выработанного пространства. Их применение позволяет существенно повысить извлечение руды, управлять горным давлением, сохранять водозащитную толщу пород, что повышает безопасность ведения горных работ. К тому же использование в закладке отходов горного производства решает, помимо горнотехнических, ряд экологических и экономических проблем.

Таким образом, повышение полноты извлечения запасов и эффективности разработки калийных месторождений в результате закладки выработанного

пространства твердеющими смесями на основе галитовых отходов является актуальной для горнорудной промышленности задачей.

Цель работы - установление закономерностей изменения свойств искусственных массивов на основе галитовых отходов при их взаимодействии с химическими добавками в процессе закладки выработанного пространства для повышения полноты извлечения запасов калийных руд.

Основная идея работы: использование физико-химической активации компонентов закладочной смеси на основе галитовых отходов добавками, при применении которых достигается прочность искусственных массивов, позволяющая применять системы разработки с закладкой.

Научные положения, выносимые на защиту, и их новизна:

• повышение извлечения запасов калийной руды на 15-25% достигается путем формирования в отработанных камерах монолитного закладочного массива прочностью 1,5-2,5 МПа, за счет активации магнезиального вяжущего, входящего в состав закладочной смеси на основе галитовых отходов, добавкой лигносуяьфоната в количестве 0,7-1,5% от их массы;

• формирование монолитного закладочного массива на основе галитовых отходов происходит за счет образования структурных связей при заполнении его порового пространства игольчатыми кристаллическими и криптокристаллическими каркасами в результате инициации процесса лигносульфонатом;

• в присутствии добавки лигносульфоиата обеспечивается транспортабельность закладочной смеси по трубопроводу при снижении на 17% её жидкой составляющей, представленной соленасыщенным раствором, при этом прочность монолитного массива возрастает не менее чем в 1,4 раза.

Обоснованность и достоверность защищаемых положений, выводов и рекомендаций обеспечены использованием действующих государственных стандартов, нормативных документов и проверенного оборудования, применением современных методов исследования (рентгенофазового, петрографического и электронно-микроскопического анализов) и физико-

механическими испытаниями; повторяемостью результатов при достаточном количестве экспериментов.

Научное значение работы состоит в установлении закономерностей влияния химических добавок на прочностные характеристики закладочного массива, формирующегося на основе галитовых отходов обогащения калийных руд и обеспечивающего повышение извлечения их запасов.

Практическое значение работы заключается в разработке составов, технологической схемы приготовления и формирования закладочных массивов смесями на основе галитовых отходов обогащения для обеспечения применения на калийных рудниках камерно-столбовой системы разработки с твердеющей закладкой.

Реализация работы. Разработанные в диссертации технологические решения и составы закладочных смесей переданы в ОАО «Сильвинит» для реализации при разработке калийных месторождений, в частности, Верхнекамского месторождения калийно-мапшевых солей.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях «Неделя горняка» (г. Москва, 2006-2008гг.), на конференции молодых ученых и специалистов ИПКОН РАН (2008г.) молодежных конференциях МГГУ (г. Москва, 2005-2006гг.), заседаниях кафедры ТПР МГГУ (г. Москва, 200б-2008тт.), техническом совете ОАО «Сильвинит» (г. Соликамск, 2008 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 работ, в том числе 6 в научных изданиях, рекомендованных ВАК Мин. обр. науки России.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 20 рисунков, 15 таблиц, список литературы из 80 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Основным технологическим решением, позволяющим обеспечить безопасность, высокие показатели извлечения полезного ископаемого из недр и сохранение земной поверхности при подземной разработке месторождений, является применение систем с закладкой выработанного пространства. Наибольшей эффективности достигают при использовании твердеющих закладочных смесей.

Исследованиями в области применения технологий с твердеющей закладкой выработанного пространства на разных этапах развития занимались Н.И. Аксенов, O.A. Байконуров, Д.Н. Бронников, М.И. Бесков, Н.Ф. Замесов, Е.П. Зурков, Д.М. Казикаев, В.Н. Калмыков, В.П. Кравченко, JI.А. Крупник, К.В. Мирошник, В.В. Руденко, М.В. Рыльникова, М.Н. Цыгалов, Ю.М. Цыгалов и многие другие ученые.

Над проблемами возведения закладочных массивов из соляных пород работали Б.А. Борзаковский, B.JI. Водопьянов, П.К. Гаркушин, В.Н. Зимин, Ю.Г. Кравченко, J1.M. Палулов, P.C. Пермяков, И.Н. Савич, Е.П. Сивоконь, М.Н. Цыгалов. Ими исследованы процессы формирования закладочного массива, предложены методы расчета параметров систем в зависимости от свойств закладки, разработаны направления для изыскания новых вариантов систем и создания добычных и закладочных комплексов.

Главной особенностью эксплуатации большинства соляных месторождений является наличие над ними водоносных горизонтов и, как следствие, необходимость сохранения водозащитной толщи. Поэтому их разработку необходимо вести системами с поддержанием очистного пространства. Ввиду невысокой стоимости сырья до настоящего времени эти месторождения отрабатываются камерно-целиковьщи системами, для которых характерны значительные потери (до 40-65%) полезного ископаемого в недрах. В сложных горно-геологических условиях они могут достигать 75%. Размещение отходов горного производства в выработанном пространстве механическим и гидравлическим способами позволяет уменьшить проседание земной

поверхности, но при этом потери остаются неизменными. В то же время применение твердеющей закладки на предприятиях цветной металлургии позволяет практически полностью исключить потери руды.

Производительность калийных рудников, исчисляемая миллионами тонн в год, приводит к образованию большого количества отходов обогащения, складирующихся на поверхности, и влечет за собой образование огромных объемов подземных пустот. Невысокая ценность руды предполагает поиск высокопроизводительной и дешевой технологии закладочных работ. А при подборе состава закладочной смеси должны использоваться компоненты, обладающие минимальной стоимостью. Таковыми являются местные материалы, преимущественно отходы производств.

Одним из главных вопросов технологии закладочных работ является доставка закладки к месту укладки. Анализ отечественного и зарубежного опыта закладочных работ на предприятиях показывает, что наиболее эффективным и дешевым способом доставки является трубопроводный транспорт. Следовательно, исследуемые составы закладочной смеси должны обладать подвижностью, необходимой для обеспечения этого вида транспорта.

Исследования по применению закладки на рудниках показывают, что существенное влияние на физико-механические характеристики закладочных смесей оказывает количество воды, введенной в раствор. Ее избыток отрицательно сказывается в первую очередь на прочностных характеристиках закладки и во вторую - на свойствах вмещающих пород. Этот вопрос особенно актуален при трубопроводном транспорте, для обеспечения которого необходимо использовать закладочные смеси с относительно большим водотвердым отношением. Приготовление закладочных смесей для условий калийных рудников необходимо осуществлять на основе насыщенного раствора солей, из которых состоят вмещающие породы, с целью исключения процесса их выщелачивания. Это подтверждается многолетним опытом применения гидравлической закладки на основе галитовых отходов, показавшим также, что прочностные характеристики закладки на основе галитовых отходов напрямую

зависят от влажности полученного массива, то есть от количества введенного насыщенного раствора. Поэтому для соблюдения баланса между получаемыми характеристиками искусственного массива и транспортабельностью закладочной смеси расход воды должен быть оптимальным.

Таким образом, задача по разработке составов твердеющей закладочной смеси на основе галитовых отходов с оптимальным содержанием насыщенного раствора, позволяющих формировать в выработанном пространстве искусственный массив с требуемыми нормативными характеристиками, является перспективной для обоснования перехода к системам разработки с закладкой, обеспечивающим снижение потерь полезного ископаемого. Поэтому в соответствии с целью диссертации были поставлены и решены следующие задачи:

• рассмотрение основных критериев выбора составов закладочной смеси;

• выбор вяжущего компонента и способа активации закладочной смеси на основе галитовых отходов обогащения калийной руды;

• подбор химической добавки, снижающей расход основного вяжущего и повышающей прочностные характеристики закладки;

• изучение взаимодействия между компонентами исследуемых составов;

• определение основных характеристик рекомендуемых составов закладочной смеси;

• разработка технологической схемы приготовления закладочной смеси;

• определение целесообразности применения систем с закладкой выработанного пространства на калийных рудниках.

При решении поставленных задач использовались методы аналитических и экспериментальных исследований горной науки: стандартные методы определения прочностных характеристик закладочных смесей, моделирование на натуральных материалах, обобщение и анализ предшествующего опыта, а также технико-экономическая оценка.

Исследования и опыт применения гидравлической закладки показывают, что в настоящее время условия разработки Верхнекамского месторождения не

позволяют достичь необходимой полноты заполнения камер, обеспечивающей плавность деформирования налегающей толщи пород, вследствие большой протяженности выработок и практически горизонтального их залегания при небольшой высоте камер, что особенно важно в условиях необходимости сохранения водозащитной толщи пород. Следовательно, переход на системы разработки с полной выемкой целиков невозможен из-за наличия больших объемов недозакладки. Поэтому в настоящее время целесообразно применение камерно-столбовой системы разработки с твердеющей закладкой при сокращении потерь полезного ископаемого в целиках за счет упрочняющего воздействия на них искусственного массива.

В таких условиях нормативные характеристики закладки зависят от горногеологических и технологических условий разработки конкретного участка месторождения и определяются взаимодействием получаемой в итоге системы «целик-закладка». Степень упрочнения целиков, а в результате и сокращение потерь полезного ископаемого, зависят от компрессионных характеристик формирующегося в выработанном пространстве закладочного массива. Как известно, с ростом прочности закладочного массива происходит увеличение и его компрессионных характеристик. Поэтому для удобства определения и контроля свойств разрабатываемых составов закладочной смеси образцы испытывали на прочность при одноосном сжатии. За минимальные её значения принимали следующие: нормативная прочность твердеющей закладки на горных предприятиях составляет не менее 1-1,5 МПа и её прочность в вертикальном обнажении при высоте менее Юм должна составлять 0,98 МПа.

Срок схватывания и твердения закладочного массива до нормативной прочности составляет 1-2 месяца при ведении закладочных работ сразу за очистными. Такой срок обеспечивается наличием горизонтальной усадки искусственного массива в процессе твердения, то есть необходим определённый промежуток времени, зависящий от скорости деформирования целиков, на преодоление зазора между системой «целик-закладка» и вступление их во взаимодействие. К тому же удельные нагрузки на целики достигают

максимального значения не сразу, а через некоторый период времени, следовательно, и скорость их деформирования увеличивается постепенно, что дает дополнительное время на твердение закладочного массива.

В качестве основного материала и заполнителя для разработки составов твердеющей закладочной смеси использовали галитовые отходы обогащения калийных руд, складируемые в отвалы на поверхности при существующей технологии разработки. Их химический состав представлен в табл. 1.

Таблица 1

Химический состав отходов обогащения калийной руды

Массовая доля, %

КС1 N301 М8С12 Са804 и.о. Вг НгОкрист,

Галитовый отвал 1,91 94,3 0,07 1,99 1,7 0,026 0,08

Приготовление закладочной смеси на основе галитовых отходов галургического обогащения влажностью 10-12%. Смесь затворялась их насыщенным раствором плотностью 1,35 г/см3 при температуре 25°С.

Анализ литературных источников и данных практики показывает, что для создания твердеющей закладки на основе галитовых отходов в качестве вяжущих могут быть использованы доменные гранулированные шлаки, цемент, известь, золошлаковые отходы ТЭЦ и ГРЭС. Однако исследования, проведетше ранее в области формирования твердеющих закладочных смесей на основе отходов обогащения калийных руд, показали преимущество магнезиальных вяжущих. Во-первых, в качестве их затворителя наиболее целесообразно использовать солевые растворы, поскольку при этом скорость твердения и прочность резко возрастают. А, во-вторых, главной особенностью магнезиальных вяжущих является то, что они способны в малых количествах связывать огромные массы инертного заполнителя, в данном случае галитовых отходов, что подтверждается проведенными ранее исследованиями в этой области. Поэтому при проведении экспериментов в качестве вяжущего использовали магнезиальный цемент. В промышленном производстве магнезиальный цемент может быть заменен отходами местных предприятий,

содержащими окись магния, например, отходы магниевого и содового производств, шламы Чусовского металлургического завода.

Приготовление закладочной смеси производили по стандартной методике. Компоненты перемешивались вручную до получения визуальной однородности. Из свежеприготовленной смеси изготовлялись образцы твердеющей закладки с размером грани 7 см. Испытание образцов на прочность при одноосном сжатии проводилось после затвердевания их в течение 7, 28, 60, 90 суток. Для фильтрации выделяемого после укладки в формы закладочной смеси насыщенного раствора предусмотрено наличие в них отверстий.

Первая серия экспериментов позволила определить влияние содержания магнезиального цемента в закладке на её прочность. Для сравнения одновременно изготовлялись образцы гидравлической закладки.

Галитовые отходы и магнезиальный цемент, взятые в необходимом весовом отношении, перемешивались в течение 3 минут. Полученная смесь затворялась насыщенным раствором галитовых отходов плотностью 1,35 г/см3 при температуре 25 °С в количестве, обеспечивающем необходимую для трубопроводного транспорта подвижность смеси по конусу Суттарда 20 см. Полученная смесь перемешивалась 2 минуты до получения однородной массы. Результаты испытания образцов на прочность при одноосном сжатии приведены в табл. 2 и на рис. 1.

Таблица 2

Составы смесей на основе отходов обогащения с различным содержанием вяжущего компонента

1 Номер | состава Содержание компонентов, масс.% Отношение насыщен, раствора к твердому Прочность образцов при одноосном сжатии, МПа

Отходы Магнез. цемент Продолжительность твердения, сутки

7 28 60 90

1 99,5 0,5 0,15 - 0,3 0,7 0,8

2 99 1 0,15 0,05 0,65 1 1,25

3 97,5 2,5 0,15 0,10 0,9 1,65 1,8

4 95 5 0,15 0,25 1,7 2,6 2,8

5 100 - 0,15 - 0,1 0,25 0,3

—Отходы/ мага.

цемент 99,5/0,5 —Отходы/ магн.

цемент 99/1 —Отходы/ магн.

цемент 97,5/2,5 —Отходы/ магн. цемент S5/5 )|( Галитовые отходы

Рис.1. Кинетика набора прочности закладки с различным содержанием

вяжущего компонента

Из графика на рис. 1 видно, что прочность исследуемых образцов

увеличивается пропорционально содержанию магнезиального цемента в закладочной смеси. Однако практические данные по применению твердеющей закладки показывают, что одним из дорогостоящих компонентов смеси является вяжущее. Снизить его расход возможно с помощью физико-химической активации компонентов закладочной смеси. Проведенный аналитический обзор приметаемых и разрабатываемых способов активации твердеющих закладочных смесей показал, что наиболее перспективным и эффективным в настоящее время является использование химических добавок. Наиболее дешевые из них -отходы предприятий региона разработки месторождения. К тому же они способны, кроме снижения расхода вяжущего, улучшить подвижность закладочной смеси и повысить .прочность искусственного массива без присутствия вяжущего компонента.

В табл. 3 приведены результата прочностных испытаний закладки с наиболее подходящими по целевому назначению добавками при минимальном их расходе, являющимися отходами предприятий региона.

Таблица 3

Прочностные характеристики составов с различными добавками

Номер состава Химические добавки Содержание, масс. % от отходов Отношение насыщен, раствора к твердому Прочность образцов при одноосном сжатии, МПа

продолжительность тве рдения, супа

7 28 60

1 Адшшновая кислота 1 0,16 - ОД 0,1

2 Лигносульфонат 1 0,13 - 0,8 0,9

3 Хлористый кальций 1 0,15 0,3 • 0,3

4 Фторапгидрит 0,15 - 0,2 0,25

5 Карфосидерит 1 0,15 - 0,35 0,45

Из табл. 3 видно, что одной из наиболее подходящих химических добавок

для закладки на основе галитовых отходов является липюсульфонат, существенно увеличивший прочность образцов. Лишосульфонат - это анионные ПАВ, являющиеся отходом целлюлозно-бумажной промышленности, которая широко представлена в районе разработки месторождения.

Для определения оптимального количества лигносульфоната в составе закладки и его влияния на прочностные характеристики были проведены эксперименты с различным содержанием этой добавки по отношению к галитовым отходам без добавления вяжущего.

0,9 0,8 ■ 0,7 ^ 0,6

^0,5 0,4 ■ 0,3 0.2 -0.1 -О

О

Рис.2. Изменение прочпости закладки в зависимости от содержания лигносульфоната

Дня проведения экспериментов использовался лишосульфонат жидкий

технический Соликамского ЦБК Ту2455-028-00279580-2004 плотностью 1,332 кг/м3. Добавку растворяли в насыщенном растворе перемешиванием в

течение 2 минут и затворяли галитовые отходы. Из полученных смесей также изготовлялись образцы-кубы, которые испытывались на одноосное сжатие. На рис. 2 приведен график изменения прочности закладки в зависимости от содержания лигносульфоната, из которого следует, что в результате применения добавки максимальная прочность закладочного массива достигается при её содержании в количестве от 0,7 до 1,5%.

Следующая серия экспериментов была направлена на изучение характеристик закладки, содержащей магнезиальное вяжущее и лигносульфонат. Результаты прочностных испытаний образцов приведены в табл. 4 и на рис. 3.

Таблица 4

Прочность закладки с различным содержанием компонентов

Номер состава Содержание компонентов, масс.% Отношение насыщенного раствора к твердому Прочность образцов при одноосном сжатии, МПа

Отходы Магнез. цемент Лигносульфонат Продолжительность твердения, сутки

7 28 60 90

1 98 1 1 0,125 од 1,2 1,7 1,8

1а 97 2 1 0,125 0,15 1,6 2,2 2,4

2 99 1 - 0,15 од 0,65 1 1,25

3 99 - 1 0,13 - 0,8 0,95 1

4 100 - - 0,15 - ОД 0,25 0,25

»Отходы/ магн. цемент/ЛСТ 97/2/1 -Отходы/ магн. цемент/ЛСТ 98/1/1 »Отходы/ магн. цемент 99/1

- Отход ы/ЛСТ 99/1

Галитовые отходы 100

Сутки

Рис.З. Кинетика набора прочности закладки в зависимости от содержания компонентов

Сопоставление полученных результатов с данными на рис. 1 показывает, что использование добавки позволяет сократить расход магнезиального цемента не менее чем в 2 раза при сохранении прочностных характеристик закладки.

Для изучения взаимодействия между компонентами закладочных смесей провели петрографический анализ составов №1, №2 и №3 (табл. 4), который показал, что:

• состав №3 (отходы/лигносульфонат): при вводе лигносульфоната в галитовые отходы химического взаимодействия, приводящего к образованию новых аморфных или кристаллических структур, не происходит. Лигносульфонат относительно равномерно распространяется в объеме материала, сегрегируясь на поверхности минералов и образуя непрерывные прослойки толщиной до 0,5 мкм;

• состав №2 (отходы/магнезиальный цемент): магнезиальная составляющая в количестве 1 мас.% от объема галитовых отходов распространяется в них в виде скоплений, имеющих вид амебовидных образований. Размер скоплений, которые цементируют минеральные кристаллы отходов, образуя сетчатый каркас, изменяется от 10 до 15 мкм. В результате гидратации по зернам оксида магния образуется гидратная фаза брусита (£^(ОН)2), который имеет вид базальных пластинок и образует рыхлую структуру, содержащую значительное количество закрытой пористости. Размер образующейся фазы брусита составляет в среднем 4-5 мкм;

• состав №1 (отходы/магнезиальный цемент/лигносульфонат): введение магнезиального цемента и лигносульфоната приводит к образованию плотной сетчатой структуры закладки. Наряду с основными фазами кристаллической матрицы №С1 и амебовидных образований брусита М§(ОН)г, по периферии амебовидных образований обнаруживается наличие игольчатого каркаса из гидрооксихлоридов магния. Размер игольчатых кристаллов по длинной оси составляет от 1 до 2 мкм. Амебовидные образования кристаллов брусита имеют мелкокристаллическую структуру с размером зерна до 2 мкм.

Результаты петрографического анализа соответствуют данным рентгенофазового анализа составов №1 и №2 (рис. 4).

Угол, градус

Рис.4. Рентгенофазовый анализ образцов закладки: а) галитовые отходы/ магнезиальный цемент=99/1; б) галитовые отходы/ магнезиальный цемент/

лигносульфонат =98/1/1

I НаС1; Д брусит; Щ гидрооксихлориды магния.

На обеих рентгенограммах наибольшее количество отражений с высокими интенсивностями соответствует кристаллам №С1, то есть галитовым отходам обогащения, содержащимся в большом количестве. Со сравнительно низкой интенсивностью проявляются отражения, соответствующие кристаллам брусита и гидрооксихлоридам магния, которые являются продуктом гидратации магнезиального вяжущего и заполняют поровое пространство закладки. Сопоставление рентгенограмм показывает, что в образцах, содержащих магнезиальный цемент и лигносульфонат, преобладают отражения, соответствующие гидрооксихлоридам магния (5а=8,12; 5,65; 5,59; 3,47; 2,91; 2,10А, при наличии всего одного отражения, соответствующего бруситу с1а=1,49Л. Это свидетельствует, как и результаты петрографического анализа, об активации магнезиального вяжущего лигносульфонатом, поскольку в процессе его гидратации дополнительно образуются по периферии брусита устойчивые кристаллические структуры гидрооксихлоридов магния в виде игольчатого каркаса, что обеспечивает повышение прочности искусственного массива.

Дополнительно при введении лигносульфоната на поверхности зерен №С1 образуется криптокристаллическая структура, представляющая собой вторичные кристаллы ЫаС1 (рисунок 56). Образованная структура способствует взаимному проникновению и сцеплению заполнителя №С1 с продуктами гидратации N^0.

Таким образом, за счёт активации магнезиального вяжущего добавкой лигносульфонат процесс твердения закладочного массива происходит с заполнением порового пространства закладочного массива образовывающимися в процессе гидратации кристаллическими и криптокристаллическими структурами, обеспечивающими формирование устойчивых структурных связей между составляющими кристаллической матрицы в целом и повышение прочности не менее чем в 1,4 раза.

На рис. 5 и 6 отражена микроструктура закладочного массива, полученная на растровом электронном микроскопе, визуально представляющая отмеченные кристаллические новообразования.

Рис.5. Микроструктура образцов закладки:

(а) гидрооксихлориды магния в виде игольчатого каркаса но периферии брусита;

(б) криптокристаллическая структура на поверхности кристаллов №С1; (в) брусит

Рис.3.6. Микроструктура образцов закладки: при введении лигносульфоната формируется более плотная структура - (а), чем в составе, содержащем только магнезиальный цемент - (б)

Для полученных составов закладки определялись их компрессионные свойства при приложении к ним ступенчатой нагрузки. Результаты испытаний на 90-е сутки твердения приведены на рис. 7. Из графика видно, что образцы закладки с более высокой прочностью обладают и лучшими компрессионными характеристиками.

I

I I

Рис.7. График зависимости коэффициентов усадки закладки от приложенной нагрузки

Увеличение несущей способности целиков определяется отпором, который они получают при деформации со стороны закладки. Оставляемые целики должны обладать такой скоростью деформирования, которая обеспечивает I время набора закладочным массивом необходимых прочностных характеристик

1 до их вступления во взаимодействие друг с другом. Кроме компрессионных

I

характеристик закладки, при оценке степени упрочнения искусственным I массивом целика необходимо учитывать наличие недозакладки выработанного пространства и процессов горизонтальной и вертикальной усадки. Исходя из этого ранее была получена зависимость сокращения потерь ДИ от реакции закладки на деформацию со стороны целиков для условий Верхнекамского I месторождения Я: Ди=2,85 Ы, %. В табл. 5 показано, насколько увеличивается извлечение запасов полезного ископаемого при деформировании закладочного ' -массива на 3%, а также приведена прочность закладки при одноосном сжатии на

I

90-е сутки твердения. 1 17

Повышение извлечения запасов калийных руд при соответствующей ____реакции закладки на деформацию со стороны целика

Номер состава Содержание компонентов Соотношение компонентов, масс % Прочность на одноосное сжатие на 90 сутки, МПа Реакция закладки при деформации 3%, МПа Повышение извлечения полезного ископаемого, %

1 Отходы/ магн. цемент/ лигносульфонат 98/1/1 1,8 8,5 24,2

1а Отходы/ мага, цемент/ лигносульфонат 98/2/1 2,4 9,8 27,9

2 Отходы/ магн. цемент 99/1 1,25 6,3 17,9

3 Отходы/ лигносульфонат 99/1 1 6,2 17,6

Исходя из этого на рис. 7 приведены получаемые параметры системы разработки при закладке камер составом, содержащим по 1% магнезиального

цемента и яигносульфоната от массы галитовых отходов. Ширина оставляемого I междукамерного целика сократилась с 7 до 5,3 м, что соответствует повышению извлечения полезного ископаемого на 24,2 %.

пл. АБ

пл, Кр.П

Рис.7. Параметры камерной системы разработки с твердеющей закладкой выработанного пространства

Основные физико-механические характеристики закладки составов №№1,2,3, представленные в табл. 6.

Скважины для подачи закладочной пульпы

Физико-механические характеристики закладки

Номер состава Компоненты Соотношение компонентов Объемный вес, т/м3 н о 0 « 1 Л 32 & <1> £ Пористость общая, % Начало схватывания, час 1Конец схватывания, 1 час Подвижность смеси, см ! Отношение насыщ. раствора к твердому Усадка, % Прочность при одноосном сжатии, МПа

Сутки

30 "60 90

1 Отходы/ магн. цемент/ лигносульфонат 98/1/1 1,42 2,37 35,5 5,5 23 22 0,125 0,3 1,2 1,7 1,8

2 Отходы/ магн. цемент 99/1 1,38 2,29 39,6 6 23 22 0,15 2 0,65 1 1,25

3 Отходы/ лигносульфонат 99/1 1,35 2,23 38,1 7,5 32 22 0,13 0,5 0,8 0,95 1

Из таблицы видно, что добавление лигносульфоната в количестве 1% от массы галитовых отходов положительно повлияло на все характеристики закладки. Помимо увеличения прочности в 1,4 раза за счет активации магнезиального вяжущего, добавка оказала пластифицирующее действие на закладочную смесь, что уменьшило отношение насыщенного раствора к массе твёрдого с 0,15 до 0,125 при сохранении необходимой для трубопроводного транспорта подвижности смеси. Соответственно количество насыщенного раствора, необходимого для затворения, сократилось на 17%.

Таким образом, в процессе исследований разработаны составы закладочной смеси на основе галитовых отходов, магнезиального вяжущего и химической добавки лигносульфонат, изучены процессы взаимодействия между ними, определены основные характеристики этих смесей.

При разработке месторождений выбор рационального состава закладочной смеси осуществляют исходя из требуемых прочностных и компрессионных характеристик, предопределяемых конкретными горно-геологическими условиями, стадийностью выемки и необходимым временем набора прочности, то есть технологией разработки месторождения.

Технология закладочных работ состоит из наземной и подземной части. Первая включает в себя комплекс оборудования для приготовления закладочной

смеси. Технология приготовления закладочных смесей (рис. 8) зависит от выбранного состава, поэтому закладочные установки должны обеспечивать возможность изменения объемов дозирования компонентов смеси. Подземная часть закладочного комплекса включает систему трубопроводов и перекачивающих установок, при необходимости обеспечивающих доставку пульпы к месту укладки. Опыт ведения гидрозакладочных работ на Верхнекамских рудниках показывает, что при использовании современного оборудования, специальных труб и устройств транспортирование закладки самотеком возможно на расстояния до 10000 м при высоте вертикального става

400 м.

Рис.8. Технологическая схема приготовления закладочной смеси

Вариант подачи закладочной смеси для условий Верхнекамского месторождения представлен на рис. 7. Пульпа в камеры нижележащего пласта подаётся с вышележащего по скважинам (см. рис. 7). Закладку камер вышележащего пласта возможно осуществлять через скважины, пробуренные в междукамерных (см. рис. 7) или охранных целиках вентиляционных штреков, а также со стороны изолирующих перемычек.

Оценку эффективности камерно-столбовой системы разработки с твердеющей закладкой выработанного пространства проводим в сравнении с применяемой камерно-столбовой системой разработки (рис. 9).

70

60

о4 50

Я CJ, 40

с 30-

20

10-

0-

- —— 65 >//<

1

-- -- 1 «Щ

-- 1

1--

| '40

5130

3

& 120-

я

I ПО-

о

й 100-

908070-

122,

ПО

i 1

1

to ^ 3,5

a

ч 3,0

«Г и 2,5

ч 10 2,0

о

о X ч 1,5

о я 1,0

У

ю к 0,5

С О

2,51

1,52

i

% $

^Камерно-столбовая система разработки

Камерно-столбовая йсисгема разработки с твердеющей закладкой

Рис.9. Технико-экономические показатели систем разработки

Себестоимость добычи руды при применении твердеющей закладки, содержащей по 1 % магнезиального цемента и лигносульфоната от массы галитовых отходов, увеличится со 110 руб/т до 122,7 руб/т, с учетом капиталовложений на модернизацию закладочного комплекса, сокращения подготовительно-нарезных работ и выплат за размещение галитовых отходов в терриконах на поверхности и их содержание. Однако повышение полноты извлечения запасов на 24,2 %, обеспечивает увеличение прибыли рудника при камерно-столбовой системе разработки с твердеющей закладкой с одного блока в 1,7 раза, по сравнению с камерно-столбовой системой. И, кроме того, система разработки с твердеющей закладкой позволяет управлять горным давлением, повысить безопасность ведения горных работ, утилизировать отходы обогащения калийной руды в выработанное пространство.

Таким образом, существенно возрастает степень использования недр и коренным образом изменяется в лучшую сторону геоэкологическая обстановка в районе разработки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научной квалификационной работой, в которой решена задача обоснования повышения полноты извлечения запасов калийных руд в результате закладки выработанного пространства твердеющими смесями на основе галитовых отходов и магнезиального вяжущего, при установленных закономерностях увеличения прочностных свойств и подвижности смеси в результате инициации процесса добавкой лигносульфонат, что, кроме сокращения потерь полезного ископаемого в недрах, обеспечивает повышение уровня безопасности производства горных работ, сокращение ущерба экологии региона и имеет существенное значение для горнорудной промышленности.

Основные научные и практические результаты, полученные автором, заключаются в следующем:

1. Повышение извлечения запасов калийной руды на 15-25% достигается путем формирования в отработанных камерах монолитного закладочного массива прочностью 1,5-2,5 МПа на основе галитовых отходов её обогащения, магнезиального вяжущего, химической добавки лигносульфонат и затворения закладочной смеси соленасыщенным раствором.

2. Установлено, что создание твердеющих массивов на основе галитовых отходов целесообразно с применением физико-механической активации компонентов закладочной смеси химическими добавками (отходами предприятий региона), наилучшей из которых является лигносульфонат. Оптимальное содержание его в смеси составляет от 0,7 до 1,5% от массы галитовых отходов.

3. Установлено, что в результате активации магнезиального вяжущего лигносульфонатом формирование монолитного закладочного массива на основе галитовых отходов происходит за счёт образования структурных связей при заполнении его порового пространства игольчатыми кристаллическими и криптокристаллическими каркасами.

4. Добавка лигносульфоната оказывает пластифицирующее действие на закладочную смесь, что позволяет при сохранении её подвижности,

обеспечивающей транспортирование по трубопроводу, снизить количество насыщенного раствора необходимого для затворения на 17%.

5. При использовании закладочной смеси на основе отходов обогащения её рациональный состав определяют исходя из требуемых нормативных характеристик к формирующемуся искусственному массиву, с учетом технологий отработки месторождения. Разработанная технологическая схема приготовления смеси обеспечивает возможность варьирования объемами подаваемых компонентов.

6. Применение на калийных предприятиях твердеющей закладки на основе отходов обогащения позволяет, кроме уменьшения потерь полезного ископаемого, управлять горным давлением, повысить безопасность ведения горных работ, утилизировать отходы обогащения калийных солей в выработанное пространство.

7. Экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии обеспечивается увеличением в 1,7 раза прибыли, получаемой рудником при отработке одного блока, и улучшением геоэкологической обстановки в районе разработки.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих статьях:

1. Савич И.Н., Вотяков М.В. Технология очистной выемки при разработке Верхнекамского калийного месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2006. - №9. - С. 268 - 271.

2. Хайрутдинов М.М., Вотяков М.В. Разработка составов твердеющих закладочных смесей из отходов переработки руд калийных предприятий // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2007. -№10. - С. 200 - 206.

3. Хайрутдинов М.М., Вотяков М.В. Возможность применения систем с твердеющей закладкой при отработке калийных месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2007. - №9. - С. 265 - 270.

4. Хайрутдинов М.М., Вотяков М.В. Выбор химических добавок для твердеющей закладки на калийных рудниках // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2007. - №6. - С.218 - 221.

5. Хайрутдинов М.М., Вотяков М.В. Гидравлическая закладка на калийных рудниках // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2007. - №6. -С. 214-218.

6. Вотяков М.В. Формирование высокопрочного закладочного массива при использовании в качестве активатора лигносульфоната П Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2008. - №10. - С. 199 - 203.

7. Вотяков М.В. Повышение эффективности разработки калийных месторождений на основе применения систем разработки с твердеющей закладкой // Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых. - М.: Издательство ИПКОН РАН. - 2008. - С. 177 - 178.

Подписано в печать УГ. оь. о! Ь Формат 60x90/16 Объём 1 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № Отдел печати Московского государственного горного университета, Москва, Ленинский проспект, 6

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Вотяков, Михаил Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ИЗУЧЕННОСТЬ ПРОБЛЕМЫ, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Современная технология разработки Верхнекамского месторождения и ее особенности.

1.2. опыт применения закладки на калийных рудниках.

1.3. повышение эффективности разработки калийных месторождений при закладке выработанного пространства.

1.4. Цели и задачи исследований.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБОСНОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАКЛАДОЧНОГО МАССИВА.

2.1. Методика исследований.

2.2. Методы испытаний закладочных смесей.

2.3. Требования к закладке и её нормативные характеристики.

2.4. Методы активации компонентов закладочной смеси.

2.5. Выводы по разделу.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ ЗАКЛАДОЧНОЙ СМЕСИ.

3.1. Характеристика материалов для закладочной смеси.

3.2. Выбор рационального состава закладочной смеси.

3.2.1. Прочностные характеристики закладки содержащей магнезиальное вяжущее.

3.2.2. Выбор химической добавки и определение ее влияния на свойства закладки.

3.3. Исследование микроструктуры закладки.

3.4. Физико-механические характеристики закладки.

3.5. Выводы по разделу.

ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЯ ЗАКЛАДОЧНЫХ РАБОТ.

4.1. Технология приготовления закладочной смеси и формирования искусственного массива.

4.2. Транспортабельность закладочной смеси.

4.3. Целесообразность применения твердеющей закладки на основе галитовых отходов при разработке калийных месторождений.

4.4. Выводы по разделу.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Повышение полноты извлечения запасов калийных руд на основе закладки выработанного пространства галитовыми отходами"

Актуальность работы. Растущие потребности рынка в минеральных удобрениях вызывают увеличение производственных мощностей горнодобывающих предприятий. Наращивание объемов производства калийных удобрений требует вовлечения в отработку все больших запасов. В настоящее время большинство залежей разрабатывают камерно-столбовой системой с оставлением ленточных целиков. Это неизбежно приводит к большим потерям полезного ископаемого - до 65%. В процессе обогащения образуется огромное количество отходов каменной соли, которые составляют 60-70% от общего объема добытой руды. Они складируются на поверхности и наносят вред плодородным землям и водному бассейну. Оставляемые целики пластичны, со временем происходит их разрушение, что в свою очередь приводит к оседанию земной поверхности. Учитывая наличие в налегающих породах опасных водоносных горизонтов, задача сохранения водозащитной толщи при добыче стоит достаточно остро. Из-за развития нарушений в налегающих породах на Верхнекамском месторождении уже затоплены 2 рудника. Длительное техногенное воздействие и большие площади обнажения приводят также к сейсмической активности районов отработки рудных залежей. На отечественных и зарубежных калийных рудниках уже зарегистрированы горные удары силой до 5 баллов.

Требованиям высокого уровня количественных и качественных показателей извлечения отвечают системы разработки с закладкой выработанного пространства. Их применение позволяет существенно повысить извлечение руды, управлять горным давлением, сохранять водозащитную толщу пород, что повышает безопасность ведения горных работ. К тому же использование в закладке отходов горного производства решает, помимо горнотехнических, ряд экологических и экономических проблем.

Таким образом, повышение полноты извлечения запасов и эффективности разработки калийных месторождений в результате закладки выработанного пространства твердеющими смесями на основе галитовых отходов является актуальной для горнорудной промышленности задачей.

Цель- работы — установление закономерностей изменения свойств искусственных массивов на основе галитовых отходов при их взаимодействии с химическими добавками в процессе закладки выработанного пространства для повышения полноты извлечения запасов калийных руд.

Основная идея работы: использование физико-химической активации компонентов закладочной смеси на основе галитовых отходов добавками, при применении которых достигается прочность искусственных массивов, позволяющая применять системы разработки с закладкой.

Научные положения, выносимые на защиту, и их новизна:

• повышение извлечения запасов калийной руды на 15-25% достигается путем формирования в отработанных камерах монолитного закладочного массива прочностью 1,5-2,5 МПа, за счет активации магнезиального вяжущего, входящего в состав закладочной смеси на основе галитовых отходов, добавкой лигносульфоната в количестве 0,7-1,5% от их массы;

• формирование монолитного закладочного массива на основе галитовых отходов происходит за счет образования структурных связей при заполнении его порового пространства игольчатыми кристаллическими и криптокристаллическими каркасами в результате инициации процесса лигносульфонатом;

• в присутствии добавки лигносульфоната обеспечивается транспортабельность закладочной смеси по трубопроводу при снижении на 17% её жидкой составляющей, представленной соленасыщенным раствором, при этом прочность монолитного массива возрастает не менее чем в Л ,4 раза.

Обоснованность недостоверность защищаемых положений, выводов и рекомендаций обеспечены использованием действующих государственных стандартов, нормативных документов и проверенного оборудования, применением современных методов исследования (рентгенофазового, петрографического и электронно-микроскопического анализов) и физикомеханическими испытаниями; повторяемостью результатов при достаточном количестве экспериментов.

Научное значение работы - состоит в установлении закономерностей влияния химических добавок на прочностные характеристики закладочного массива, формирующегося на основе галитовых отходов обогащения калийных руд и обеспечивающего повышение извлечения их запасов.

Практическое значение работы заключается в разработке составов, технологической схемы приготовления и формирования закладочных массивов смесями на основе галитовых отходов обогащения для обеспечения применения на калийных рудниках камерно-столбовой системы разработки с твердеющей закладкой.

Реализация работы. Разработанные в диссертации технологические решения и составы закладочных смесей переданы в ОАО «Сильвинит» для реализации при разработке калийных месторождений, в частности, Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференциях «Неделя горняка» (г. Москва, 2006-2008гг.), на конференции молодых ученых и специалистов ИПКОН РАН (2008г.) молодежных конференциях МГГУ (г. Москва, 2005-2006гг.), заседаниях кафедры ТПР МГГУ (г. Москва, 2006-2008гг.), техническом совете ОАО «Сильвинит» (г. Соликамск, 2008 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 работ, в том числе 6 в научных изданиях, рекомендованных ВАК Мин. обр. науки России.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 20 рисунков, 15 таблиц, список литературы из 80 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геотехнология(подземная, открытая и строительная)", Вотяков, Михаил Викторович

4.4. Выводы по разделу

1. Добавка лигносульфоната оказывает пластифицирующее действие на закладочную смесь, что позволяет при сохранении её подвижности, обеспечивающей транспортирование по трубопроводу, снизить количество насыщенного раствора необходимого для затворения на 17%.

2. При использовании закладочной смеси на основе отходов обогащения её рациональный состав определяют исходя из требуемых нормативных характеристик к формирующемуся искусственному массиву, с учетом технологий отработки месторождения. Разработанная технологическая схема приготовления смеси обеспечивает возможность варьирования объемами подаваемых компонентов.

3. Применение на калийных предприятиях твердеющей закладки на основе отходов обогащения позволяет, кроме уменьшения-потерь полезного ископаемого, управлять горным давлением, повысить безопасность ведения горных работ, утилизировать отходы обогащения калийных солей в выработанное пространство.

4. Экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии обеспечивается увеличением в 1,7 раза прибыли, получаемой рудником при отработке одного блока, и улучшением геоэкологической обстановки в районе разработки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научной квалификационной работой, в которой решена задача обоснования повышения полноты извлечения запасов калийных руд в результате закладки выработанного пространства твердеющими смесями на основе галитовых отходов и магнезиального вяжущего, при установленных закономерностях увеличения прочностных свойств и подвижности смеси в результате инициации процесса добавкой лигносульфонат, что, кроме сокращения потерь полезного ископаемого в недрах, обеспечивает повышение уровня безопасности производства горных работ, сокращение ущерба экологии региона и имеет существенное значение для горнорудной промышленности. ч

Основные научные и практические результаты, полученные автором, заключаются в следующем:

1. Повышение извлечения запасов калийной руды на 15-25% достигается путем формирования в отработанных камерах монолитного закладочного массива прочностью 1,5-2,5 МПа на основе галитовых отходов её обогащения, магнезиального вяжущего, химической добавки лигносульфонат и затворения закладочной смеси соленасыщенным раствором.

2. Установлено, что создание твердеющих массивов на основе галитовых отходов целесообразно с применением физико-механической активации компонентов закладочной смеси химическими добавками (отходами предприятий региона), наилучшей из которых является лигносульфонат. Оптимальное содержание его в смеси составляет от 0,7 до 1,5% от массы галитовых отходов.

3. Установлено, что в результате активации магнезиального вяжущего лигносульфонатом формирование монолитного закладочного массива на основе галитовых отходов происходит за счёт образования структурных связей при заполнении его порового пространства игольчатыми кристаллическими и криптокристаллическими каркасами.

4. Добавка лигносульфоната оказывает пластифицирующее действие на закладочную смесь, что позволяет при сохранении её подвижности, обеспечивающей транспортирование по трубопроводу, снизить количество насыщенного раствора необходимого для затворения на 17%.

5. При использовании закладочной смеси на основе отходов обогащения её рациональный состав определяют исходя из требуемых нормативных характеристик к формирующемуся искусственному массиву, с учетом технологий отработки месторождения. Разработанная технологическая схема приготовления смеси обеспечивает возможность варьирования объемами подаваемых компонентов.

6. Применение на калийных предприятиях твердеющей закладки на основе отходов обогащения позволяет, кроме уменьшения потерь полезного ископаемого, управлять горным давлением, повысить безопасность ведения горных работ, утилизировать отходы обогащения калийных солей в выработанное пространство.

7. Экономический эффект от внедрения предлагаемой технологии обеспечивается увеличением в 1,7 раза прибыли, получаемой рудником при отработке одного блока, и улучшением геоэкологической обстановки в районе разработки.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Вотяков, Михаил Викторович, Москва

1. Методическое руководство по ведению горных работ на рудниках Верхнекамского калийного месторождения / Уральский филиал ВНИИГ. —М.: Недра, 1992.-468 с.

2. Кудряшов А.И. Верхнекамское месторождений солей / Горный институт УрО РАН. Пермь: Соликамская типография, 2001. - 429 с.

3. Бабошко А.Ю., Бачурин Б.А. Экологические проблемы Верхнекамского калия / Горное эхо. Пермь: Горный,институт УрО РАН, — 2004, №4.

4. Белкин В.В. Комплексное использование минерально-сырьевых ресурсов соленосных впадин и охрана недр // Горный журнал, — 2002, №4. -С. 19-24.

5. Маловичко Д.А. Изучение механизмов сейсмических событий в рудниках Верхнекамского месторождения калийных солей: Автореф. дис. канд. физико-математических наук. М, 2004.

6. Борзаковский Б.А., Папулов JI.M. Закладочные работы на верхнекамских калийных рудниках: справочник. М.: Недра, 1994.

7. Водопьянов B.JI. Исследование длительной устойчивости междукамерных целиков при разработке калийных месторождений с закладкой: Дис. канд. тех. наук. / ПермНИУИ. Пермь, 1964.

8. Зимин В.Н. Гидравлическая закладка на калийных рудниках флотационными отходами обогатительных фабрик: Дис. канд. тех. наук / ЛГИ.-Л., 1968.

9. Водопьянов В.Л. Возможность уменьшение потерь калийных солей путем использования упрочняющего воздействия закладки на целики // Горный журнал, 1965, №2. -С.28-31.

10. Борзаковский Б.А. Исследование технологических процессов механической закладки камер на рудниках Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей: Дис. канд. тех. наук / ЛГИ. Л., 1980.

11. Сивоконь Е.П. Исследование влияния закладки на устойчивость междукамерных целиков на калийных рудниках: Дис. канд. тех. наук / ЛГИ.1. Л., 1966. '

12. Гаркушин П.К. Исследование и выбор составов твердеющей закладки для калийных рудников Прикарпатья: Дис. канд. тех. наук / ЛГИ. Л., 1972.

13. Кравченко Ю.Г. Разработка составов твердеющих закладочных смесей из отходов переработки руд калийных предприятий: Дис. канд. тех. наук / Пермский политехнический институт. — Пермь, 1985.

14. Савич И.Н. Разработка технологии закладки выработанного пространства соляными породами при эксплуатации калийных и боросолевых месторождений: Автореферат дис. канд. тех. наук / ИПКОН, М, 1983.

15. Кравченко Г.И. Повышение эффективности подземных горных работ на горнорудных предприятиях Урала: Отчет по НИР. — Пермь, 1984. х

16. ГОСТ 21153.8-88 Метод определения предела прочности при объемном сжатии.

17. ГОСТ 21153.2-84 Методы определения предела прочности при одноосном сжатии.

18. Закладочные работы в шахтах: Справочник / Под ред. Д.М. Бронникова, М.Н. Цыгалова. М.: Недра, 1989. - 400 с.

19. Палий В.Д. Методические указания по определению нормативной прочности твердеющей закладки и оценке прочностных свойств искусственных массивов / В.Д. Палий, Е.С. Смелянский, В.Т. Кравченко и др.- Л.: ВНИМИ, 1975.

20. Проскуряков Н.М. Физико-механические свойства соляных пород / Н.М. Проскуряков, Р.С. Пермяков, А.К. Черников. Л.: Недра, 1973. - 271с.

21. Шабанова И.Н. Приборы и техника эксперимента / И.Н. Шабанова, В.П. Сапожников, В .Я. Баянкин, В.Г. Брагин. 1981. 138 с.

22. Бриггса Д. Анализ поверхности методами Оже и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии: Пер. с англ. / Д. Бриггса, М.П. Сиха. — М.: Мир, 1987.-С 33-76.

23. Горшков B.C. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ / B.C. Горшков, З.В. Тимашев, В.Г. Савельев. М.: Высш. шк., 1981. - 197 с.

24. Шелехов Е.В. Пакет программ для рентгеновского анализа поликристаллов // Сб. докл. нац. конф. по применению рентгеновского и синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов. — Дубна, 1997. С 36-320.

25. Винчел А.Н., Винчел Г. Оптические свойства искусственных минералов: Пер. с англ. Курцева Н.Н., Овсянникова Н.И. Под ред. Лапина В.В. М.: Мир. 1967.

26. Монтянова А.Н. Формирование закладочных массивов при разработке алмазоносных месторождений в криолитозоне. / А.Н. Монтянова. — М.: Горная книга, 2005. — 597 с.

27. Ермолов В.А. Разведка и геолого-промышленная оценкаместорождений полезных ископаемых. Часть II / В.А. Ермолов. М.: МГГУ, 2005.-392 с.

28. Требуков А.П. Дрименение твердеющей закладки при подземной добыче руд. / А.П. Требуков. М.: Недра, 1981. - 172 С.

29. Палий В.Д. Смелянский Е.С., Кравченко В.Т. Определение нормативной прочности твердеющей закладки // Горный журнал, 1983, № 3. -С. 25-28.

30. Нестеров М.П. Методические указания по расчету податливых междукамерных целиков на калийных месторождениях / М.П. Нестеров. — Л.: ВНИИГ, 1982.-101 с.

31. Нестеров М.П. Методические указания по расчету и применениюестественных жестких целиков различного назначения на калийных месторождениях / М.П. Нестеров, С.К. Верткова и др. Л.: ВНИИГ, 1978. - 168 с.

32. А.с. № 1645565. Закладочная смесь. Заявл. 20.12.88, №4622495, опубл. в бюл. №16 1991; кл. Е 21 F 15/00. Авт.: Я.В. Бишко, Р.А. Марусяк, Д.В. Гребенюк и др.

33. Патент РФ № 2117162. Способ гидрозакладки выработанного пространства. Заявл. 18.02.97, №97102378/03, опубл. в бюл. №22 1998; кл. 6 Е 21 F 15/00. Авт.: Папулов Л.М.

34. Патент РФ № 2029877. Способ закладки выработанного пространства. Заявл. 16.07.91, №5008962/03, опубл. в бюл. №6 1995; кл. 6 Е 21 F 15/00. Авт.: Папулов Л.М., Пойлов В.З.

35. А.с. № 752051. Способ упрочнения закладочного массива. Заявл. 04.01.78, №2564735/22-03, опубл. в бюл. №28 1980; кл. Е 21 F 15/00. Авт.: Савин В.Ф., Савич И.Н.

36. Патент РФ № 2166638. Способ гидравлической закладки выработанного пространства. Заявл. 02.12.1999, №99125632/03, опубл. в бюл. №13 2001; кл. 7 Е 21 F 15/08. Авт.: Борзаковский Б.А.

37. А.с. № 723189. Состав смеси для твердеющей закладки. Заявл. 18.09.1978, №2663133/22, опубл. в бюл. №11 1980; кл. Е 21 F 15/00. Авт.: Кравченко Г.И., Кравченко Н.А., Кравченко Ю.Г. и др.

38. А.с. №1035242. Состав закладочной смеси для калийных рудников. Заявл. 21.01.82, №3391050/22, опубл. в бюл. №30 1983; кл. Е 21 F 15/00. Авт.: Кравченко Г.И., Кравченко Н.А., Кравченко Ю.Г. и др.

39. А.с. № 887816. Состав смеси для твердеющей закладки. Заявл. 12.07.78, №2644550/22, опубл. в бюл. №45 1981; кл. Е 21 F 15/00. Авт.: Кравченко Г.И.,

40. Кравченко Н.А., Кравченко Ю.Г.

41. Чехов А.П. Справочник по бетонам и растворам / А.П. Чехов, A.M. Сергеев. — Киев: Будивельник, 1972.

42. Барях А.А., Асанов В.А., Токсаров В.Н., Васюков В.Е. Латеральная изменчивость механических свойств соляных пород // ГИАБ, 2004, №2. -С. 158-160.

43. Барях А.А. Деформирование соляных пород / А.А. Барях, С.А. Константинова, В.А. Асанов. Екатеринбург: УрО РАН, 1996.

44. А.с. №1134496. Способ транспортирования закладочной смеси. Заявл. 14.04.83, №3581139/27, опубл. в бюл. №2 1985; кл. В 65 G 53/30, Е 21 F 15/08. Авт.: Кравченко Г.И., Кравченко Ю.Г., Клишев B.JI.

45. А.с. №1075012 Устройство для введения в трубопровод пристенной смазки. Заявл. 21.01.82, №3388384/22, опубл. в бюл. №7 1984; кл. Е 21 F 15/08, В 65 G 53/32. Авт.: Кравченко Г.И., Полетаев И.Г., Кравченко Ю.Г.,.Клишев В.Л., Якимов Л.Т.

46. Бутт Ю.М. Химическая технология вяжущих материалов / Ю.М. Бутт, М.М. Сычев, В.В. Тимашев. -М.: Высшая школа, 1980.-473 с.

47. Бутт Ю.М. Практикум по химической технологии вяжущих материалов / Ю.М. Бутт, В.В. Тимашев. М.: Высшая школа, 1973. - 504 с.

48. Рамачандран B.C. Добавки в бетон / B.C. Рамачандран, Р.Ф. Фельдман, М. Коллепарди и др. М.: Стройиздат, 1988. - 575 с.

49. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества / А.В. Волженский и др. М.: Стройиздат, 1979. - 476 с.

50. Патуроев В.В. Полимербетоны / В.В. Патуроев. М.: Стройиздат, 1987.-286 с.

51. Грапп В.Б. Применение химических добавок для интенсификации процесса производства и повышения качества бетона и железобетона / В.Б.

52. Грапп, В.Б. Ратинов. Рига: ЛатНИИНТИ, 1979. - 38 с.

53. Вавржин Ф. Химические добавки в строительстве / Ф.Вавржин, Р. Крчма. -М.: Стройиздат, 1964. 279 с.

54. Ариоглу Э. Разработка месторождений с закладкой: Пер. с англ. / Э. Ариоглу, Лю Кечьжень, Сунь Кайнянь и др. Под ред. С. Гранхольма. М.: Мир, 1987.-519 с.

55. Ахвердов И.Н. Высокопрочный бетон / И.Н. Ахвердов. — М.: Госстройиздат, 1961. 163 с.

56. Казинцева С.И. Анализ возможных направлений использования хвостов обогатительных фабрик в народном хозяйстве / С.И. Казинцева. М.: ЦНРТИцветмет экономики и информации, 1981. - Вып. 2.

57. Крупник Л.А. Технология закладочных работ на основе утилизации отходов горно-обогатительного производства: Автореферат дисс. док. техн. наук / -М., 1991.

58. Морова А.А. Адгезионная способность сульфатных вяжущих // Сб. трудов ППИ. 1969, № 35.

59. Осипов И.Д., Илюшин А.П. Оценка способов транспортирования закладочных смесей по трубопроводу в зависимости от их состава // В сб. «Совершенствование технологии добычи и обогащения руд цветных металлов». — Свердловск, 1983.-С. 65-67.

60. Шварц Ю.Д. Способы активации закладочных смесей / Ю.Д. Шварц, Н.Г. Андреева, В.Г. Гальперин. М.: ЦНИИЦветмет экономики и информации. 1983, вып. 2 «Горное дело», - 50 с.

61. Юнг В.Н. Технология вяжущих веществ / В.Н. Юнг, Ю.М. Бутт, С.Д. Окороков. М.: Промстройиздат, 1952.

62. Бухгольц В.П., Квятковский В.А. К вопросу применения магнитной обработки закладочного материала // В сб. Основные направления по развитию технологии и средств механизации и автоматизации на угольных шахтах ПО "Прокопьевскуголь". М., 1978.

63. Зеленков В.Э, Кульсартов В.К. и др. Электромагнитная активация воды в процессе изготовления твердеющей закладки // Горный журнал. 1978, №6, -С.41-43.

64. А.с. №769030. Способ транспортирования закладочной смеси. Заявл. 12.06.78, №2628706/22-03, опубл. в бюл. №37 1980; кл. Е 21 F 15/08. Авт.: Кравченко Г.И., Полетаев И.Г., Кравченко Ю.Г.

65. Межвузовский сборник научных трудов. Технология и безопасностьtгорных работ в калийных рудниках. Пермь, 1985.

66. Кравченко В.П. Применение твердеющей закладки при разработке рудных месторождений / В.П. Кравченко, В.В. Куликов. М.: Недра, 1974. -83 с.

67. Савич И.Н., Вотяков М.В. Технология очистной выемки при разработке Верхнекамского калийного месторождения // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2006. №9. - С. 268 - 271.

68. Хайрутдинов М.М., Вотяков М.В. Разработка составов твердеющих закладочных смесей из отходов переработки руд калийных предприятий // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2007. -№10. С. 200 -206.

69. Хайрутдинов М.М., Вотяков М.В. Возможность применения систем с твердеющей закладкой при отработке калийных месторождений // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2007. -№9. С. 265 - 270.

70. Хайрутдинов М.М., Вотяков М.В. Выбор химических добавок для твердеющей закладки на калийных рудниках // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2007. -№6. С. 218 - 221.

71. Хайрутдинов М.М., Вотяков М.В. Гидравлическая закладка на калийных рудниках // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2007.-№6. -С. 214-218.

72. Вотяков М.В. Формирование высокопрочного закладочного массива при использовании в качестве активатора лигносульфоната // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2008. -№10. С. 199 - 203.103

73. Вотяков М.В. Повышение эффективности разработки калийных месторождений на основе применения систем разработки с твердеющей закладкой // Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых. — М.: Издательство ИПКОН РАН, 2008. С. 177 - 178.

74. Покровская В.Н. Трубопроводный транспорт в горной промышленности / В.Н. Покровская. М.: Недра, 1985.

75. Репп К.Ю. Транспортирование закладочной смеси по трубопроводу самотеком // Горный журнал, 1980, № 12.

76. Хомяков В.И. Зарубежный опыт закладки на рудниках / В.И. Хомяков.- М.: Недра, 1984. 225 с.

77. Цыгалов М.Н. О безотходной технологии добычи руд подземным способом. В кн.: Подземная разработка мощных рудных месторождений.- Свердловск: изд. УПИ им. Кирова, 1977. С. 10-20.

78. Цыгалов М.Н. Подземная разработка с высокой полнотой извлечения руд / М.Н. Цыгалов. М.: Недра, 1985. - 270 с.

79. Полыгалина Н.Б. Экономический аспект создания экологически чистого производства калийных удобрений в Березниковско-Соликамском районе: Дис. канд. экон. наук / Пермь, 1991.

80. Цыгалов М.Н. Разработка месторождений полезных ископаемых с монолитной закладкой / М.Н. Цыгалов, П.Э. Зурков. М.: Недра, 1970.- 175 с.

81. Кравченко В.Т. Разработка и внедрение технологий твердеющей закладки при освоении обширных пологопадающих месторождений высокоценных руд в условиях крайнего севера. Автореферат дисс. канд. техн. наук /-М., 1998.