Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2025
Идентификатор DOI: 10.26730/1999-4125-2025-4-103-118
Ключевые слова: Strength of hydraulic mixture, shear stress, aeration of the filling mixture, transportability of the filling mixture, bottom aerator, Прочность гидросмеси, напряжение сдвига, аэрация закладочной смеси, транспортабельность закладочной смеси, Донный аэратор
Аннотация: Актуальность работы заключается в исследовании и анализе работы донного аэратора, противопоставленного магистральному, как способа повышения транспортабельности твердеющих смесей в подземные горные выработки и обеспечения равномерной укладки смеси в удаленных местах закладки. Проведены сравнительные эксперименты аэрации твердеющей Показать полностьюсмеси с использованием магистрального аэратора, а затем с использованием донного аэратора. Результаты экспериментов были представлены в виде графиков, наглядно показывающих кинетику твердения смесей, аэрированных в магистральном и донном аэраторах. Анализ показал, что скорость транспортирования и доля воздуха в смеси существенно влияют на равномерность распределения твердых частиц по сечению потока. Результаты численных экспериментов подтвердили возможность оптимизации расхода воды: при введении воздуха в смесь в строго определенной пропорции относительно массы воды экономия составляет 20 литров на кубометр. Для состава М80 ПЦ это эквивалентно снижению водосодержания на 4%. Изучение закладочных смесей позволило определить, что наиболее эффективным основным вяжущим компонентом для твердеющих гидросмесей выступает портландцемент марок М300 и М400, который активирует процесс твердения. Ангидрит, применяемый как слабое вяжущее вещество, демонстрирует способность к уменьшению цементного расхода и улучшению текучести смесей, что особенно важно для высокомарочной закладки. В качестве инертного наполнителя наилучшим вариантом признан металлургический гранулированный шлак, обеспечивающий дополнительные преимущества. Представленные выводы имеют высокую практическую значимость, так как способствуют оптимизации технологических процессов, сокращению издержек и повышению надежности закладочных конструкций в горных выработках. The relevance of this study lies in the investigation and analysis of the performance of the bottom aerator, compared to the mainline aerator, as a method to improve the transportability of hardening mixtures in underground mine workings and to ensure uniform placement of the mixture in remote backfill areas. Comparative experiments on the aeration of hardening mixtures were conducted using both the mainline aerator and the bottom aerator. The experimental results were presented in the form of graphs clearly illustrating the hardening kinetics of mixtures aerated by the two methods. Analysis revealed that transportation speed and air content in the mixture significantly influence the uniform distribution of solid particles across the flow cross-section. Numerical experiments confirmed the potential for optimizing water consumption: introducing air into the mixture in a precisely defined ratio relative to the water mass allows saving 20 liters per cubic meter. For the M80 PC mixture, this corresponds to a 4% reduction in water content. The study of backfill mixtures identified Portland cement of grades M300 and M400 as the most effective primary binder for hardening hydraulic mixtures, serving as an activator of the hardening process. Anhydrite, used as a secondary binder, was found to reduce cement consumption and improve the flowability of mixtures, which is particularly critical for high-strength backfill. Metallurgical granulated slag was identified as the optimal inert filler, providing additional benefits. The presented findings hold significant practical importance as they contribute to the optimization of technological processes, cost reduction, and enhanced reliability of backfill structures in underground mining operations.
Журнал: Вестник Кузбасского государственного технического университета
Выпуск журнала: № 4
Номера страниц: 103-118
ISSN журнала: 19994125
Место издания: Кемерово
Издатель: Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева