автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Формирование качества рудной массы при подземной разработке месторождений разнотипных руд

Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию

Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт

На правах рукописи

ПЕНЬКОВСКИЙ Игорь Вячеславович

УДК 622.271 : 622.34 : 622.723 : 543.52

ФОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА РУДНОЙ МАССЫ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ РАЗНОТИПНЫХ РУД

Специальность 05.15.02 — «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1993

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени горном институте и Государственном научно-исследовательском, проектном и конструкторском институте горного дела и металлургии цветных металлов.

Научный руководитель проф., докт. техн. наук ЛОМОНОСОВ Г. Г.

Официальные оппоненты: проф., докт. техн. наук КОВАЛЕВ И. А. (МГРИ), доц., канд. техн. наук ГАЛЬПЕРИН В. Г. (ЦНИИЭиИЦМ)

Ведущее предприятие — Институт проблем комплексного освоения недр (ИПКОН).

Защита диссертации состоится

1993 г.

л /-г££

в "Ух. "?"~час. на заседании специализированного совета

К-053.12.02 в Московском горном институте по адресу: 117935, ГСП, Москва, В-49, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского горного института.

Автореферат разослан « ' 1993 г

Ученуй секретарь специализированного совета

с. н. е., канд. техн. наук КОРОЛЕВА В. Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На эффективность извлечения металлов из разнотипных руд существенно влияют качественно-сортовые характеристики добытой руды. При переработке смесей разных технологических типов, сортов руды, образовавшихся при добыче, значительно снижаются показатели извлечения полезных компонентов и качества продукции. В этих условиях резерв повышения эффективности горноперерабатыващего производства заключается в переработке по типам, сортам предварительно разделенной рудной массы.

Существующие технологии подземных горных работ недостаточно успешно решают эту задачу. При селективной добыче разнотипных руд, сравнительно дорогой и менее производительной, образуются смеси типов, сортов руды при выемке в зонах их контактов. Кроме того, селективная добыча не всегда возможна из-за перемежаемости разных типов, сортов руды в недрах при сложных условиях их залегания. Применение более производительных и сравнительно дешевых способов валовой добычи ухудшает качество и сортность рудной массы из-за смешивания разнотипной руды в процессе горных работ.

Повышение качистра и улучшение сортности смешанной при добыче руды разных типов, ссотов может быть обеспечено процессами радиометрической сортировки, предконцёнтрации разделяющими смешанные рудопотоки на составляющие смеси типы, сорта руды. Однако эффективное формирование качества и сортности добытой руды возможно лишь при объединении процессов добычи, сортировки, предконцёнтрации и смешивания рудной массы по типам, сортам в единую технологическую схему или систему, обеспечивающую управление качеством руды. Следовательно, разработка технологии формирования качества рудной массы разных типов, ссртгп руды при подземной добыча на основе рационального сочетания процессов разделения типов, сортов руды и их смесей, а также смешивания предварительно разделенных рудопотоков, с учетом качественно-технологических свойств руды и требований потребителя является актуальной научной задачей. -

Цель работы. Исследовать возможность разделения смесей разнотипной руды, формируемых при раздельной добыче, и установить зависимости выхода продуктов разделения и содержания в них полезных компонентов при покусковой сортировке, п^едконцентраци«

рудной массы разные типов руды и их смесей от величины граничного содержания изрекаемых при обогащении металлов, дли разработки новой технологм формирования качества разнотипных руд.

Идея работы заключается в сочетании процессов разделения типов, сортов руды, их смэсей при добыче, сортировке, предкон-центрачии, а также смешивания предварительно разделенных рудо-потоков в единой технологической цепи.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

- методический подход к системному конструирование технологических схем формирования качества разнотипных руд, включающий взаимосвязанную оценку качественно-технолсгических свойг.-tl руды и целесообразности сочетания процессов в единой технологической цепи, отличающийся тим, что учитывается возможность разделения типов, сортов руды и их смесей при добыче, сортировке, предкон-центрации и смешивания предварительно разделенной рудной массы по типам, сортам в зависимости от технологических свойств руды;

- зависимости выхода типов, сортов руды и содержания в них металлов от величины граничного содержания полезных компонентов при покусковом разделении их смесей и рассчитанная на их основе рациональная величина порога разделения разнотипной смеси с учетом изменения ее массы в общем рудопотоке, полученные впервые для рассматриваемых условий;

- методика прогнозирования показателей процесса формирования качества разнотипных руд, отличающаяся тем, что учитываются качественно-количественные параметры: рудопотоков раздельно добываемых типов, соргов руды, их смесей, а также процессов их сортировки, предконцентрации и смешивания- по качественно-технологическим признакам.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются достаточным объемом экспериментов (выполнено более 12000 измерений), использованием апробированных методик исследования контрастности и радиометрической обога-тимости руд; высокими коэффициентами корреляции (0.93-0.9t) установленных зависимостей.

Научное значение работы заключается в установлении сависи-мостей параметров процесса покускового разделения типов руды и

их смеси за типы, сорта от величины граничного содержания метан-лов ч определении на их основе рациональней величины порога разделения разнотипной смеси, с учетом изменения ее массы в общем рудопотоке, а также разработке методического подхода и методики, позво.шмих конструировать технологические схемы формирования качеспь разнотипных руд и выбирать их рациональнее варианты.

Практическое значена работы заключается в разработке тех-нологич; еких схем и обосновании параметров нового способа формирования качества разнотипных руд.

Реализация выводов и рекомендаций. Разработанные в диссертационной работе методический подход к системному конструированию технологических схем формирования качества разнотипных руд, методика прогнозирования показателей, полученные зависимости и предложенные на их основе технологические схемы для конкретных условий рекомендованы к внедрению на рудниках Жезкентского и Алтайского горнообогатительных комбинатов, а также при научно-исследовательских и проектных работах в институте ГИПРОЦВЕТМЕТ. Расчетный экономический эффект(в ценах 1990 года) составил на Жеэкентском ГОКе - _1б9б_ тыс. руб/год, на Алтайском ГОКе -_246_ тыс. руб/год.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы неоднократно докладывались на научно-технических конференциях, семинарах и соведаниях в институтах ГИПРОЦВЕТМЕТ (г.Москва, 1987-1993 г.), МГИ (г.Москва, 1988-1993 г.), ЫГРИ (г.Москва, 1989-1990 г.), на Иеокентском ГОКе (п. Жбзкент, 19871992 г.), ка Алтайском ГОКе (г.Горняк, 1987-1992 г.) и получили положительную оценку.

Публикации. По теме диссертации опубликовано восемь статей, получено одно положительное решение по заявка на изобретение и одно авторское свидетельство.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, ока содержит _страниц машинописного текста, _42_ рисунка, _17_таблиц и список литературы из _172_ наймедований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Для управления качеством руд при подземной разработке месторождений раздельно или в сочетании применяются методы и процессы, обеспечивающее разделение и смешивание рудной массы.

Формирование качества руды путем разделения при добыче, а также сортировке, предконцентрации рудопотоков рассмотрено в работах И. И. Агошкова, Д. И. Бронникова, Е И. Ревнивцева, а Р. Именито-ва, Д. Р. Каплунова, Г. Г. Ломоносова, В. А. Симакова, Е Н. Мосинца, Е А. Шестакова, Е Е Шестакова, И. А. Ковалева, Е Е Куликова, Е А. Мокроусова, Е. Е Лемана, Е. И. Крапивского, Л. П. Старчика, JL Ч. Пу-хальского, А. П. Татарникова, С. Г. Борисенко, Е И. Кармазина, A.A. Барского, Е Е Попова, Е Ф. Абрамова, М. Л. Жигалова, А. Ю. Большакова, Е Е Михайлова, 0. А. Архипова, Е А. Лилеева, Э. Г. Литвинцева, С. С. Гусева, Е Е Зверева, Г. Г. Козлова, М. Е Естаева, А. Т. Рыкова, Е А. Хакулова, Е И. Лушникова, А. А. Сажнева, А. А. Зейнуллина, Е П. Феськова и др.

Применение смесительных процессов для формирования качества руд освещено в работах П. П. Бастана, Д. Р. Каплунова, Е. И. Азбе-ля, ЕФ. Вызова, Г.Г.Ломоносова, Ф.Г.Грачева, А. Д. Школьникова, Е Н. Зарайского, Г. Е Пейхеля, И. А. Манилова, П. К Бекетова и др.

Кроме того, в ра"1тах Е И. Ревнивцева, Г.Г.Ломоносова, ЕЕ Мосинца, Ф.Г.Грачева, В. Ф.Кузина, Е Е Ершова, А. А. Гармаша, Ю. Е Ермолина, А. Ю. Большакова, Ю. Е Рёуцкого и др. рассмотрено сочетание методов и процессов, обеспечивающих управление качеством руд в единой технологической цепи; Такой комплексный процесс рассматривается как единая система ,или технологическая схема, обеопе-чивающая управление качеством руды. В настоящее время сформулированы основные принципы создания систем управления качеством руд(СУКР), разработаны т снологические схемы управления качеством руд для разных предприятий и типов сырья.

'Однако в известных работах недостаточно рассмотрен один из актуальных вопросе" - формирование качества рудной, массы при подземной разработке месторождений руд разш. типов,сортов. Не учтена г зможность разделения при добыче разных типов, сортов руды и их смесей, обраэовап,чихся из-за несовпадения контактов тю jb, < ртов руды в недрах и технологических контуров выемочных единиц, либо при выемке разных типов, сортов р-цы в сложных г'рно-геоло-

гических условиях. 'Лз вышеизложенного вытекают задачи исследований:

- разработать структуру системы управления качэством разнотипных руд при подземной доОыче и методический подход к системному конструированию технологических схем формирование качества разнотипных рул:

- разработать технологии формирования качества раснотипиых руд. на осног.й разделения типов, сортов руды, их смесей и объединения предварительно разделенных рудопотоков по типам, сортам перед переработкой-,

- исследолать возможность применения процессов радиометрической сортирован, предконцентралии для разделения рудной масон типов, сортов руды и их смесей, установить зависимости выхода продуктов разделения и содержания в них металлов от величины граничного содержания полезных компонентов при разделении рудопотоков раздельно добытых типоз руды и их смеси;

- разработать методику прогнозирования показателей процесса формирования качества рудной массы разных типов, сортов руды.

Основная задача СУКР при подземной разработке месторождений разнотипных руд заключается в обеспечении эффективного использования рудной массы разных типов, сортов руды и их смесей, обра-зовавйихся при подземной добыче, независимо от способа выемки (селективная или валовый), и удовлетворении требований перерабатывающего производства к качеству и сортности поступающей рудной массы. При разработке структуры СУКР опирались на системный подход, объединив в одну систему технологические процессы, пооволяк>-пие разделять и смешивать рудную массу разных технологических типов, сортов руды и их смесей. Выбран модульный принцип построения структура системы из нескольких блоков, в гсеторые сгруппированы технологические процессы по определенному признаку, влиянию на качество рудн. Выделено четыре основных структурных бло-ка( подсистемы): геолого-маркшейдерского обеспечения; горных работ; разделения; смешивания(рис. 1).

Формирование качества руд при реализации СУКР обеспечивается технологией, объединяющей в зависимости от условий разные процессы в единую цепь. Для разработки технологических схем аз-тором предложен методический подход к системном!' конструированию

переработке по ту-иал, сорта»« рудч переработка см с-си типов, сортов руды выщелачивание СКЛР д закладка отвал гекульс^- прочее

использование продуктов,получении* пру. форлурованиу качества разнотипна«: руд

технологических схем формирования качества рг^нотипных руд, включающей взаимосвязанную оценку качественно-те>нологических. свойств оуды и возможности применения технологических процессов,' обеспечивающих формирование качества рудной массы в единой технологической цепи. О'лччием предложенного подхода является то, что им уштывается возможность разделения и смепи^ания разных типов, сортов руды и их смесей при разработке технологических схем. Конструирование ко.чк/рентоспособных схем для конкретных условий выполняется ня осчоео предложенного методического подхода, с учетом возможности разнообразного использопания руды потребителем и сочетания ь единой цепи разных технологических процессов. Разнообразие возможных решений отражено в виде многоЕа-риантной блок-схемы(рис. 1), на основе которой конструируют конкурентоспособные технологические схемы.

Исследования проводили на Орловском руднике Жезкентского ГОКа, разрабатывающем подземным способом Орловское колчеданпо-полиметаллическое месторождение. При детальной разведке этого месторождения было установлено, что несколысо природных типов колчеданно-полиметаллической руды перемежаются е недрах, что существенно осложнит селегаивную выемку. В проекте предложена валовая добыча и переработка смешанной разнотипной руды.

С целью обеспечения селективной добычи руды учеными ВНЮ1-цветмет и специалистами комбината проведена технологическая типизация руд с учетом их обогатимости, отработана технология раз-• дельного обогащения руды рэзных типов. Обоснована целесообразность объединения всех природных типов колчеданно-полиметаллической руд« месторождения л два технологических типа- меднокол-чеданный и полиметаллический, которые рекомендовано добывать и перерабатьиать раздельно дли; обеспечения максимального извлечения металлов и. качества концентратов. На руднике применяются системы разработки с закладютй: камерная и слоевая В настоящее всемя больпве применение напла система-разработки нисходящими слоями с твердеющей закладкой и применением самоходного оборудования, но перемежаемость ра->ньг.'. типов руды в недр;1х затрудняет высокоэффективную' реализации этой системы разработка.

Анализируя с позиций предложенного методического подхода условия Орловского колчеданпо-полиметаллического месторождения.

качественно-технодсглческие свойства руды и требования обогатительной фабрики(потребителя) к качеству и сортности принимаемой рудной массы, автор гпервые предложил способ формирования качества руды (иол. реше.-.'ке N_4889199/03 от 07.12. PÜ г.), позволя;ощий повысить эффективноегь подземной разработки месторождений разнотипных руд. При его реализации рудное тело разделяют на зоны в зависимости от качественно-технологических свойств руды. В. еде ля-ют зону контакта технологических типов, сортов руды между собой в технологических контурах выемочных единиц (где они смешнааются при выемке) и зоны ээлегания технологических типов, сортов руды, прилегающих к визячеуу и лежачему боку (где они не смеил^аится между собой при выеычэ). Подготовительные работы прозэдят « учетов последующей раэд-зиьной добычи разных '¿'»шов, сортов руди и их смесей в предварительно выделенных зонах.. Руду в выделенных ■зонах добывают раздельно, с последующим раздельным аккумулированием к транспортировкой. Смешанную рудную массу, добытую в зоне контактов разных типов, сортов руды, подвергают разделению для получения типов, соотов руды, составляющих смесь. Рудопотоки двух других технологических типов подают на узел усреднения(УС), имеющий два бункера( секции)'. Полученные после разделения смеси разнотипные рудопотоки также подают на УС, где в соответствующих секциях( бункерах) объединяют и смешивают с однотипной но качественно-технологическим характеристикам рудной массой, добытой в вонах у висячего к лежачего бока

При наличии в рудопотоках подземной добычи смесей руды разных типов,сортов необходимо включить е технологическую цепь процессы, обеспечивающие эффективное разделение смесей на составляющие типы, сорта. Кроме того, при добыча предварительно выделенных е недрах типов руды в зонах висячего и лежачего бока образуется их смеси с ¡эазубоживающей массой. Поэтому, может быть, целесообразно прнменеьие не толыю сортировки, но и предконцент-¡>£.ции {>удопотокоз отдан ко добытых типое, сортов руды. Па основе анализа свойств руди в ячестве высокоэффективного технологического процесса для сортировки смешанного рудопогюкя и предкенцей-грашш разделььо доОымо.чых медноколчеданного полиметаллического типов руды рассмотрено покускосос- радиометрическое-резделе-ни-?. Если е процессе доО:;чи и рудоссртирэкки рмируются рудопо-

tforai одних и тех же типов, сортов руды с разными содержаниями Полезных компонентов, то в технологической цепи кроме разделения необходимо предусмотреть смешиванив(усрвднение) однотипных . (односортных) рудопотоков перед переработкой.

В качестве показателя, оценивающего технологическую целесообразность применения радиометрических процессов, обычно используют показатель контрастности. При расчетах и оценке контрастности применяли формулу и показатель В. А. Мокроусова. Исследования контрастности и радиометрической обогатимости колчеданно-полиме-таллической руды Орловского месторождения проводили по методическим рекомендациям ВИМСа.

После анализа свойств руды и предварительных исследований как более технологичный выбрали радиорезонансный метод радиометрического разделения, модуль шкалы грохочения 2.0-2.7 единицы. Пробы общей массой 36492 кг. отобрали в блоках 3,6,7 горизонтов. Их формировали и обрабатывали отдельно по типам руды. Исследования проводили отдельно для каждого типа руды и их смесей (типы руды между собой и каждый тип руды с породами висячего и лежачего бока). Отобранную в горных выработках рудную массу на стадии предварительного грохочения расклассифицировали по крупности, вьщелиз мелкую фракцию - 18 мм, крупную фракцию + 210 мм и фракцию + 18 мм - 210 мм, соответствующую границам классов покускового разделения. Крупную фракцию + 210 мм раздробили до крупности - 210 мм, снова выделили из нее класс - 18 мм и присоединили его к ранее выделенной рудной массе мелкой фракции, а оставшийся кусковой материал присоединили к фракции крупностью +18 мм - 210 мм. Рудный материал фракции +18 мм - 210 мм, грохочением разделили на три класса крупности: + 18 мм - 50 мм; + 50 мм - 100 мм; + 100 мм - 210 мм, соответствующие интервалам классов рудосортировки. Расклассифицированную рудную массу каждого класса крупности по кускам исследовали на комплексе высокочастотной сортировки руд ( КВСР-1, разработка А/0 " Цветметавтома-тика " ), включающем датчики проходного типа для кусковой руды крупностью + 18 мм - 210 мм. Исследованный материал подвергли химическому анализу. По данным, полученным при исследованиях, рассчитали таблицы и построили кривые контрастности для каждого типа руды по качеству основных извлекаемых при обогащении металлов

(меди, свинцу, цинку;,а также рассчитали показатели контрастности (М) по' В. А. ИокроусоЕу Результаты расчетов приведены в таблице 1.

Таблица 1

Показатели контрастности технологических типов колчеданно-полиметаллической руды по Е А. Ыокроусову

N Технологический Контролируемые элементы

и/а тип руды 1&!ДЬ Свинец Цин.ч

1. Медноколчедышый 0.67 0.84 0.60

2. . Полиметаллический 0. 60 0.57 0. 52

3. Колчеданно-полиметаллический 0.79 0. 82 0.74

На рис. 2 приведены кривые контрастности рудной пассы медно-колчеданного технологического типа, отражающие взаимосвязь следующих величин: выхода предконцентрата и отвального продукта,

содержаний в них меди к величины граничного содержания при разделении по меди. На рис. 3 приведены кривые контрастности рудной массы полиметаллического технологического типа, отражающие взаимосвязь следующих величин: выхода предконцентрата и отвального продукта, содержания в них меди и величины граничного содержания при разделении по меди. На рис. 4 приведены кривые контрастности рудной массы колчеданно-полиметашщчесюто типа, отражающее взаимосвязь следувцих величин: выхода медноколчеданного и полиметаллического технологических типов руды, содержаний ъ них меди и величины граничного содержания при разделении по меди.

В результате исследований установлено, что наиболее контрактной является руднак :/асса смеси двух гипса руды. Поэтому сдолан вш-од о целесооС>;ушности поискового рх целения смеиои-ного рудоиотока на технологические типы руды.

На основании аналог; экспериментальных дат.шх получим ура-внс-иия веаимосзязи межд/ основным! параметрами процесса по.-суско-

щггод отвального продукта

содержание медк( <1сп )« У-е-

Рис. Кривые контрастности смеси -эути мепнскслче,данного и полиметаллического те^нслогкческиг типов по качеству меди

вого разделения смешанного колчеданно-полиметаллического рудопо-тока на составляющие (медногалчеданный и полиметаллический) технологические типы: выходом полиметаллического и медноколчеданно-го типов(^', /„%'). содержаниям^ в них меди( „Ь*т.',<1м.т) и величиной порога разделения смеси( ¿п0р 4 ~ " уравнения имеют вид:

л . С*

74.65 - 64. Б8 *

) по качеству меди. Данные

Л

^-(durp.'j

/Си с»

б. 33 * сСлгр. / (7. Сб + ¿п,,р.)

( О^пор. ^

3.74 + 1.36 •«.

к. к- - 0.95, (1)

к. к- 0.S3, (2)

к. к»

0.95, (3)

Они позволяют раесчигить качественно-количественное параметры потоков типов руды, получаемых при радиометрическом покусковом разделении, используемые дгя прогнозного расчета показателей процесса формирования качества разнотипных руд и выбора рациональной технологической схемы.

Полученные экспериментальные данные позволили сконструировать опытную установку для испытаний технологии радиометрического разделения. Натурное моделирование процесса автоматизированного разделения движущегося 1,отока( состоящего из смешанной рудной массы разных типов) по г.усглм проводили на опытном образце одноканального сепаратора " Колчедан - 1 ", разработанного и смонтированного автором совместно со специалистами А/0 " Цвет-метагтоматика " и йезкентского ГОКа, на комбинате.

Рудосортировочная установи состояла из следующих основных узлов: приемный бункер емкостью V - 2.4 мЗ; снабженный вибропитателем лоток, подвешенный на амортизаторах; тракт для растяжки и раскладки кусков рудной маееь- и упорядочения траектории их движения перед попаданием в сону обмера; датчики проходного типа для обработки рудной массы разной крупности, инт'ёрвиках +18 мм -Б0 мм; +50 мм -100 №; И00 Мм -210 шоер, автоматически разделяющий движущийся лоток рудной массы го куекзм; две емкости объемом V - 0,25 мЗ дат аккумулирования продуктов, получаемых после разделения потока. Кроме того, в состав установки входил комплекс высокочастотной сортировки руд(КВГ!Р~1), основные

функции которого заключались в анализе, накоплении, обработке информации, поступающей от датчиков, сравнении величин, поступающих при прохождении кусков рудной массы черев датчики, сигналов с установленными величинами порогов разделения, выборе правильного логического решения, формировании командного сигнала и подаче его на исполнительный механизм. Результаты экспериментов приведены в таблице 2.

Таблица 2

Результаты покусковогс разделения смешанного колчеданно-полиметаллического рудопотока на технологические типы руды

N Класс, Технологичен- Показатели гюкускового разделения

кий тип __

п/п мм руды Выход Содержание, Коэффициент пред-

типа у. е.

РУДЫ, _

7. Си РЬ гп

концентрации, ед.

Си РЬ гп

1.+18-210 Полиметал- 35.08 1.78 1.59 6.76 0.43 1.57 1.68

дичесгай

2.+18-210 Медьокол- '41.68 5.94 0.33 1.57 1.43 0.38 0.39

чеданный

3. +18-210 Колчедан-

но-полиметаллический

4. +0-18 Колчедан-

но-полиме-таллический о. +0-210 Полиметал- М. 32

лический С'.+0-21 Г. Ыеднокол-чеданный

7.10-211 Колчедан- 5010Э 4.15 1.01 4.02 1.00 1.00 3.00

77. 76 4. 01 0. 94 3. 98 0. 06 О. 93 0. 99

22.24 4.69 1.24 4. :б 1.13 1.23 1.03

г. 89 1. 45 5.77 0. 69 1. 44 1. 44

41. 68 о. 94 0. 3 3 1. 57 1. 43 0. 38 0. 39

но-полиметаллический

Ш -

На основании результатов исследований и натурного моделирования процесса покусковой сортировки разработаны технологическая схема покускового радиометрического разделения колчеданно-полиметаллической руды и схема цепи аппаратов рудосортировочного комплекса. •

Предложенная технология формирования качества разнотипных руд включает наряду с разделением при добыче, сортировке, пред-концентрации смешивание однотипных рудопотоков перед обогащением. Проведено моделирование (в масштабе 1:10) смешивания в бункере предварительно разделенной при добыче и сортировке) рудной массы по технологическим типам. Рудный материал рудопотоков раздельной добычи и рудосортировки засыпали в бункер послойно и выпускали через отверстие в нижней части, оборудованное шибером. Эксперименты проводили отдельно с рудной массой медноколчедан-ного и полиметаллического технологических типов. После выпуска из бункера рудную массу опробовали и определили характеристики рудопотоков медноколчеданного и полиметаллического технологических типов руды, подготовленных к раздельному обогащению. Резуль-' таты расчетов приведены в таблице 3.

Таблица 3

Характеристики рудной массы после смешивания однотипных рудопотоков

Содержание Коэффициенты пред-N Технологический металлов, у. е. концентрации,ед.

п/п тип руды Медь Свинец Цинк Медь Свинец Цинк

1. Полиметаллический 2.83 1.27 6.33 0.70 1.36 1.59

2. Медноколчеданный 5.44 0.31 0.86 1.36 0.33 0.22

Из таблицы 3.следует, что применение при подземной добыче разнотипных руд предложенной технологии позволяет повысить содержание основных извлекаемых металлов в подготовленных к раз-

дельному обогащению рудопотоках по сравнению со смешанным рудо-потоком валовой добычи.

Проведенные исследования позволили обоснован целесообразность применения в рассматриваемых условиях технологии формирования качества рудной массы, которая отличается от известных тем, что обеспечивает возможность разделения разных типов, сортов руды'и их смесей при добыче, сортировке рудной массы, являющейся смесью разнотипной оуды на составляющее технологические типы, сорта и смешивания однотипных рудопотоков, полученных после разделения при добыче и сортировке. Следовательно, при работе по предложенной техногогии в процессе подземной добычи целенаправленно формируются три разнотипных рудопотока: меднокол-чеданный( МГ), полиметалличёский( ПТ) и рудопоток их смсси(СМ). Смешанный рудопоток разделяется на составляющие и из него получается два рудопотока: медноколчеданного тяпаСМТ ') и полиметаллического типа(ЛТ '). Затем однотипные рудопотоки, полученные после сортировки и подземной добычи, попарно объединяют и они смешиваются в бункере. Таким образом формируют два рудопотока для раздельной переработки. Предложенная технология формирования качества разнотипных руд а условиях Орловского рудника имеет несколько конкурентоспособных -вариантов технологических схем, отличающихся размещением рудосортировочного комплекса! РОК) для разделения смешанных рудопотоков(под землей или на поверхности) в интервале недра-обогатительная фабркка( рис. б а, б) и количеством добываемой смэси технологических гиповруды в общем рудопо-токе рудника. .

Применение ка подземном рудник предлагаемой технологии обеспечивает нэ только получение дополнительной прибыли за счет реализации дополнительно перченных при переработке по типам более высококачественной рудной массы, металлов, но и связано о дополнительными затратами.

Отличие в затратах по рассматриваемым вариантам технологических есем складывается из себестоимости подземной добычи,затрат на р-адиометрическое покус-ковсе разделение рудной массы, с учетом размещения рудосортироЕочного комплекса под землей или на поверхности и массы раздеяяэмьх смесей, п также смешивание перед раздельном обогащением.

Цэнность полученной продушин определяли по количеству металлов, извлекаемых в концентраты, при раздельном обогащении руды медноколчеданного и полиметаллического технологических типов. Учитывали также изменение содержания полезных компонентов в подаваемой на обогащение руднсй массе и коэффициентов извлечения металлов при обогащении. Кроме того, были учтены качественно-количественные параметры.- рудопотоков при раздельной добыче-технологических типов руды и их смеси; процессов сортировки смеси технологически:: типов и смешивания разделенной при добыче и сортировке рудной массы по типам руды.

Для прогнозирования показателей процесса формирования качества разнотипных руд, выбора и обоснования рациональной технологической схемы разработана методика и ачономико-математическая модель(ЭММ) позволяющая рассчитывать показатели процесса и сравнивать варианты технологических схем с использованием полученных в денной работе новых-зависимостей. В отличие от известных, предложенной методикой учитываются качественно-количественные параметры рудопотоков раздельно добываемых технологических типов руды и их смесей, параметры процессов разделения смешанного рудо-потока и смешивания однотипных рудопотоков перед обогащением. При сравнении конкурентоспособных технологических схем и выборе наиболее рациональной ио ьих в качестве критерия ЭММ принято изменение дсхсда(эго прирост или снижение ущерба) от реализации продукции, полученной с применением предлагаемой технологии в сравнении с базовым вариантом.

При выборе рациональной технологической схемы формирования качества рудной массы для усюзий Орловского рудника и обоснования ее параметров в ЭММ ввели годовую производительность рудника, качественно-количественные параметры рудопотоков: добывае- _ мых отдельно типов руды и их смеси, полученных после разделения и смешивания рудной массы по качественно-технологическим признакам. Было учтено изменение содержания полезных компонентов в продуктах сортировки и их выхода в 'зависимости от изменения величины граничного содержания, а также изменение извлечения металлов в концентраты в зависимости от содержания в рудной массе, поступающей на обогащение по технологическим типам.

Проведенные расчеты показали, что в рассматриваемых услови-

- го -

ях наиболее рациональной является технологическая схема с размещением рудосортировочного комплекса на поверхности (рис. 5а). Максимальная эффективность от применения разработанной технологии в рассматриваемых условиях достигается при величине порога разделения смеси технологических типов руды, равной 2.1 7. по качеству меди.

. -- Проведенные разработки позволили предложить технологические решения и рассчитать экономический эффект от реализации технологических схем формирования качества разнотипных руд на предприятиях. Он составит в условиях Жезкентского горнообогатительного комбината_169б_тыс. руб. /год. Алтайского горнообогатительного комбината 246 тыс. руб./год(в ценах 1990 г.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной для горнорудной промышленности научно-прикладной задачи формирования качества разнотипных руд при подземной добыче на основе взаимосвязанного сочетания процессов разделения и смешиванк предварительно разделенной рудной массы в единой технологической цепи, позволяющее повысить эффективность горноперерабатыващего производства.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Предложены структура системы управления качеством разнотипных руд при .подземной добыче и методический подход к системному конструированию технологических схем формирования качества разнотипных руд,отличающийся тем, что учитывается возможность разделения типов, сортов руды и 1,. смесей при добыче, сортиров-

предконцентрации и смешивания предварительно разделенйой рудной массы по типам, сортам в зависимости г™ технологических свойств руды.

2. Устаноьлены новые для рассматриваемых условий зависимости выхода технологи.¿ских типов, сортов руды и содержания в них металлов от величины граничных содержаний меди, свинца, цинка при разделении их смесей.

3. Разработана методика прогнозирования показателей и эко-

номико-математическая модель процесса формирования качества разнотипных руд, отличающаяся тем, что учитываются качественно-количественные параметры: рудопотоков раздельно добываемых типов, сортов руды, их смесей, а также процессов их сортировки и смешивания по качественно-технологическим признакам.

4. Исследована контрастность технологических типов руды и их смеси, установлено, что наиболее контрастна -смешанная рудная масса колчеданно-полиметаллического типа, она характеризуется следующими показателями контрастности(М): по качеству меди -

0.70 ; по качеству свинца - 0.82 : по качеству цинка - 0.74.

5. Разработаны технологическая схема покускового радиометрического разделения рудной массы и схема цепи аппаратов рудосор-тировочногго комплекса.

6. Проведены натурные испытания технологии покускового разделения на специально сконструированном опытном образце радиометрического сепаратора и определены основные технологические показатели процесса:

- выход технологических типов при разделении смешанного рудопо-тока на поставляющие типы составил: медноколчеданного

(ИГ*) - 41.68 X ; полиметаллического (ГГГ*) - 58.32 %;

- содержание полезных компонентов в полученных продуктах разделения составляет: медноколчеданный тип Си - 5.94 у. е., РЬ

- 0. 38 у. е., 2п - 1. 57 у. е.; полиметаллический тип Си

- 2. 89 у. е., РЬ - 1. 45 у. е.; 2п г 5.77 у. е.;

- величины коэффициентов предконцентрации составляют: медноколче данный тип по Си - 1.43 , по РЬ - 0.38, по Хп -0.39 ; полиметаллический тип по Си - 0.69, по РЬ - 1. 44, по 2п - 1.44.

7. Проведено моделирование смешивания по типам руды разделенных при добыче г сортироЕке рудопотоков медноколчеданного и полиметаллического технологических типов, определены характеристики рудной массы после смешивания однотипных рудопотоков:

- содержание полезных компонентов в рудопотоках составляет: полиметаллический тип руды Си - 2.83 у. е., РЬ - 1. 27 у. е.,

1п - 6.33 у. е., медноколчеданный тип руды Си - 5.44 у. е., РЬ - 0.31 у. е., 2п - 0. 86 у. е.;

- величины коэффициентов предконцентрации составляют: медноколчеданный тип по Си - 1.36, по РЬ - 0.33, по - 0.22 •, полиме-

- 22 -

таллический тип по Си - 0.70, по РЬ - 1.36, по 2п - 1.59.

8. Впервые разработан способ формирования качества руд при подземной добыче, обеспечивающий рациональное сочетание процессов разделения и смешивания в единой технологической цепи и позволявший повысить эффективность эксплуатации месторождений, сложенных рудой разных технологических типов, сортов (положительное решение по заявке N 4Й89190/03 от 07.12.90 г. , кл. Е 21

С 41/00).

9. Сконструированы конкурентоспособные варианты технологических схем формирования качества разнотипных руд применительно к условиям подземного рудника, разрабатывающего колчеданно-полиметаллическое месторождение, рассчитаны их параметры и выбран наиболее рациональный из них с размещением рудосортировочного комплекса- на поверхности.

10. Расчеты показали, что для рассматриваемых условий макси-мальнея экономическая эффективность от применения разработанной технологии обеспечивается при величине граничного содержания при разделении смешанного рудопотока технологических типов руды -2.1 % по качеству меди.

11'. Разработанные рекомендации и полученные экспериментальные данные приняты к реализации с расчетным экономический эффектом, составляющим для условий Кезкентского горнообогатителыюго комбината 1696275 руб. /год, Алтайского горнообогатительного комбината 246160 руб./год(в ценах 1990 г.).

Основные положения диссертационной работы изложены в следующих статьях 'и изобретениях:

1. Бекетов ПК. , Реньковский И.В. Горные технологии управления качеством руд ка карьерах и подземных рудниках. - Тезисы докладов всесоюзного научно-технического симпозиума " Геомарк-шейдер-1 ". - М.: ГИПРО.ЦВЕ'ГМВТ, 1991, с. 67-69.

' 2. Крампит И. А., Улитенко К Я., Пеньковский И. Е. , Гудсков а Л. О £ озмсжности рентгенорсдиометрической сепарации баритпо-лиметеллических руд Зареченского месторождения.- Цветная металлургия, 1992, Н 7-8, с. &-10.

3. Ломоносов Г. Г. , Пеньковский И. Я Штодологические аспекты управления качеством руд при подъемной разработке месторождении. - в сб.". Проблемы горнопромышленной геологии . - М.:

МГИ, 1990, с. 114-116.

4. Ломоносов Г. Г., Пеньковский И. Е , Оксенгойт Е. А. Применение предконцентрации на Орловском руднике Жеакентского ГОКа.

- В сб.: Проблемы горнопромышленной геологии. - М.: МГИ, 1990, с. 113.

5. Пеньковский И.Е Способ формирования качества руд при добыче. - Положительное решение по заявке N 4889199/03 от

07.12. 90 г. , КЛ. Е 21 С 41/00.

6. Пеньковский И. а Устройство для усреднения руды. -А. с. N 1673730, Б. И. N 32, 1991.

7. Пеньковский И. В., Прищепчик В. П. Особенности геолого-технологического моделирования Орловского колчеданно-полиметаллического месторождения. - Тезисы докладов всесоюзного научно-технического симпозиума " Геомаркшейдер-1 ". - Ы.: ГИП-РОЦВЕТМЕТ, 1991, с. 84-86.

8. Пеньковский И. В.. Улитенко К. Я. , Оксенгойт Е. А. и др. Исследование обогатимости колчеданно-полиметаллических руд радиорезонансными методами. - В сб.: СоюзЦМА, выпуск 34. - М.: 1991, с. 22 -28.

9. Пеньковский И. В. , Улитенко К. Я , Оксенгойт Е. А., Суров-ский В. Е Исследование обогатимости барит-полиметаллических руд радиорезонансными методами.- Цветные металлы, 1992, N 10,

с. 72-73.

10. Руденко Е Е , Пеньковский И. Е , Естаев Ы. Е Перспективы применения систем управления качеством руд при разработке месторождений цветных металлов. - Горный журнал, 1990, N 8. с. 13-15.

Подписано в печать . 04.93 Формат 60 90/16 Объем 1 печ. л. + 5 вкл. Тираж 100 экз. Заказ N

Типография МГИ. Ленинский проспект, 6