автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.03, диссертация на тему:Исследование процесса усреднения рудного материала на складах

ксмггет российской «вдерации

по металлургии

институт горного дам ( игд )

На правах рукописи

ЛАПТЕВ Юрий Викторович

УДК 622.271.3

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА УСРВДЕНйЯ РУДНОГО МАТЕРИАЛА НА СКЛАДАХ

Специальность 05.15.03 - "Открытая разработке месторождений: полезных ископаемых"

Автореферат

диссертации на соискание, ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург 1993

Работа выполнена е Институте горного дела Комитета Р Ф по металлургии

Научный руководитель кандидат технических наук , ст.научный сотрудник А.В.Гальянов

Официальные оппоненты: доктор технических наук,. профессор П.П.Бастан

кандидат технических наук,

доцент

Г.А.Неволин

Ведущее предприятие - институт Уралгипроруда

Защита диссертации состоится // но ъБр * 1993 г. в /3 часов на заседании специализированного совета K-I4I.06.0I в Институте горного дала Комитета РФ по металлургии.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах,заверенных печатью организации, рросим выслать по адресу: 620219,г.Екатеринбург, ГСП-936,уя.М.-Сибиряка,58, Институт горного дела, ученому секретарю спецсозета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института.

Автореферат разослан // <?*<->->.» £>о л- 1993 г.

Учений секретарь специализированного совета .кандидат- технически; наук -

---- БЛ'.Киенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ?АБОТЫ

Актуальность теш. Законы рыночной экономики стимулируют развитие квалиметрии - науки о качестве продукции.основы которой в полной мере относятся к горнодобывающей и металлургической отраслям промышленности.

Современный период развития горно-металлургического производства характеризуется черестройкой технологических линий на организации и совершенствование рудоподготовки. В связи с этим на горнодобывающих предприятиях особое внимание отводится.решению задач по добыче и переработке сырья в строго определенных объемах с соблюдением требований технических условий (ТУ). Это определяет стратегию проведения вскрышных и горноподготовительных работ. Таким образом, обеспечение заданного качества сырья и его стабильности остается важнейшей технологической задачей в работе горных и металлургических предприятий.

В теоретических работах многих исследователей рассматривалось влияние 'на эффективность работы склада,как смесителя,его параметров и конструкции,принципов формирования рудного потока,поступающего на с клад, а также способов формирования рудных штабелей. Шесте с тем,процесс перемешивания материапа,происходящий при отгрузке экскаватором рудной массы в транспортные емкости,изучен недостаточно полно. Однако,тленно од,как наиболее активный этап усреднения,во многом определяет эффективность смешивания рудного материала на складах.

Как показывает анализ,высокочастотные колебания показателей качества руда во входном потоке на склады занимают 80-90'» спектра дисперсии. Кроме того,все этапы горного передела,предкметвужяэ отгрузке сырья из склада.приводят к тому,что рудный поток е сочетай

г

штабеля может-быть представлен стационарным эргодическим процессом. Погашение амплитуды таких колебаний становится первоочередной-за -дачей в.практике стабилизации качества сырья,а дальнейшее развитие вопросов усреднения руд на складах остается актуальным для горнорудного производства.

Объектом исследований настоящей диссертационной работы являёт-ся рудный склад,как технологическое звено,в котором при разгрузоч-но-погрузочных работах происходит процесс перемешивания рудного материала.

Целью работа является установление закономерностей перемешивания рудного материала на карьерных складах с учетом шляния смежник технологических процессов и физического состояния срэды.обес-печивагащкх совершенствование технологии усреднения руды.

Идея работы состоит в использовании принципа продольно-поперечного перемешивания с учетом кинетики массообмена в динамических системах для математического описания процесса перемешивания руды на складах. .

• Нагчныэ положения, защищаемые в диссертационной работе:

1. Коэффициент усреднения руды на складе находится в прямой зависимости от интенсивности и объема массообмена.

2. При экскавации рудной масса на складах эффект погашения внутризабойной дисперсии качественных показателей руды возрастает

о увеличением коэффициента разрыхления и зависит от текущей производительности экскаватора. .

3. Существует предел количества-операций перелопа^геания руды, после которого практически исчезает эффект прироста степени однородности качественных характеристик материала.

Научная новизна работы заключается в следующем:

I. Установлена адекватность механизма перемешивания рудного

материала лри рыхлении экскаватора на склада с кинетикой массо-обмена в динамических системах.

2. Установлена взаимосвязь производительности выемочно-погру-зочного оборудования с эффективностью перемешивания рудной массы на складе.

3. Разработана математическая модель перемешивания руды на складе.учитывающая степень изменчивости качества руды в сечении рудного склада,физические характеристики рудной массы,технологические параметры склада и выемочно-логрузочного оборудования.

4. Разработана методика оценки внутриштабельного усреднения, учитывающая горнотехнические факторы,влиявдив на процесс внутря-забойного перемешивания рудного материала.

Методы исследования; анализ и обобщение теоретических- разработок, • имитационное и математическое моделирование.лабораторный и промышленный эксперимент.

Практическая значимость работы заключается в разработке методики оценки степени усреднения,учитывающей влияние горнотехнических факторов на процесс перемешивания рудной массы на складах,для выработки проектных решений ко организации технологии .рудоподготовки и стабилизации качества сырья на горных предприятиях.

Достоверность научных положений подтверждается удовлетворительной сходимостью результатов аналитических расчетов с данными промышленных экспериментов и фактическими показателями работы горных' предприятий..

Результаты работы базируются на исследованиях,проведенных на Костомукшском.Лисаковском.Коршуновском ГОКах.комбинате "Магнезит", Богдаяовичском огнеупорном заводе.Западно-Сибирском металлургическом комбинате (ЗСМК). Использованы материалы исследований лаборатории управления качеством руд . Института горного дела ( г. Екатеринбург) . з

Апробация паботы. Основные положения диссертационной работа докладывались на научно-техническом совещании " Состояние и перспективы производства электротехнического периклаза повышенного качества " ( Свердловск, -1987 г ); Ш Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых ( Свердловск, 1986 г ); Всесоюзном совещании "рудоподготовка и ее эффективность" ( Фрунзе, 1990 г )■; на технически* совещаниях Лисаковского, Корауновского и Костомукш-ского ГОКов < 1984-1991 гг ).Западно-Сибирского металлургического • комбината (1992 г ), комбината "Магнезит" ( 1990-1992 гг ), а также Ученых Советах Института горного дела ( г.Екатеринбург).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ.

Объем работа. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Содержит 141 страницу машинописного тенета, 18 таблиц, 32 рисунка. Список литературы взшочаот в себя 135 наименований.

.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель, идея работы, а также основные научные положения, защищаемые автором, приведено краткое изложение научных и практических результатов диссертационной работы.

В первой главе приводится обзор современного состояния изученности вопроса усреднения рудн на складах. Сложность решения проблемы усреднения руды обусловлена влиянием технологических факторов,горно-геологических условий зоны орудэненяя, а такжэ изменчив! стью качества з потока рудн,поступающей на переработку.Изменчивое?;

качественного состава сырья мокет быть в общем случае описана с пол

мощью аппарата теории вероятностей, математической статистики и теории случайных функций. В зависимости от использования мат-аппарата различной степени сложности и глубины описания работы усреднитальных систем и устройств просматривается определенная этапность теоретических исследований проблемы стабилизации качества рудного сырья.

Основополагающими в вопросах усреднения руды на горних предприятиях являются работы Аэбеля Б.И., Бастаяа П.П., Базы-лева В.Г., Вызова В.Ф., Гальянова A.B., Грачева Ф.Г., Зарайского В.Н., Казанского Й.В., Ломоносова Г.Г., Новожилова М.Г., Ройзена Я.111., Школъникова А.Д., Шупова Л.П., Эрперта A.M. п др.

В главе проведен анализ основных теоретических концепций проблемы стабилизации руд, а также способов практической реали-•зации систем усреднения на действующих горнодобывающих предприятиях, среди которых особое место занимают способы усреднения на базе геофизического опробования сырья.

При изучения процесса усреднения руды на складах использован опыт теоретических исследований л практика в смежных отраслях промышленности. С этой целью проведен анализ изученности процессов перемешивания в химической промышленности, при производстве силикатных материалов, г также в технологических системах водообработки. Это позволило автору использовать ряд положений при создании математической модели вн.утриштабельного усреднения. Исследований вопроса перемешивания рудного материала на складах также предполагало использование' результатов, полученных в области экскаваторных работ. Здзсь следует отметить исследования Белякова Ю.И., Домбровского Н.Г., Ветрова Ю.Л., Виницкого К.Е., Ржевского В,В., Матушэнко З.М., Памничко С.А. и других. g

Во второй главе приводятся результаты исследований процесса-перемешивания рудного материала на карьерных складах. Аналитические исследования проведены на базе разработанной математической модели перемешивания руды в процессе её отгрузки экскаватором из склада (забоя). В основу модели положен принцип агрегированного описания массообмена и кинетики гидродинамических процессов водообработки. Агрегированной форме данной модели присущи такие закономерности переноса примеси как: наличие транзитного потока, осуществляющего основной продольный перенос примзси через звено смешивания, и поперечный ыас-сообыен между транзитным потоком и слабопроточными периферийными областями.

Предполагаем, что зона непосредственного черпания ковшом экскаватора' емкостью (транзитный поток) является звеном полного перемешивания (рис.1 а). Транзитный расход (текущая производительность черпания) обозначаем - 0, . Полагаем, что эта зона находится в поперечном массообмене с определенным объемом периферийной области (зона обрушения) V» , в котором также осуществляется полное перемешивание. Изменение концентрации примеси в объеме \/2 обозначим . Интенсивность массообмена между транзитным потоком и периферийной область« определяется расходом с|, . Входным потоком этой системы является изменение концентрации примеси по линии откоса забоя в направлении черпания (рис. I б). Входной поток - Х(Е') трансформируется во временном диапазоне — Х(Ь)• Выходным потоком системы является последовательное изменение концентрации примеси при выгрузке рудной массы из ковша экскаватора -^-("Ь). Описывая процесс полного перемешивания и массообмена в транзитной и периферийной областях оператором идеального математического смэсителл, получаем систему диффзрекциалькъ« уравнений рассматриваемой динамической структуры:

1 &

ъ $

i * ? -

§ «О «

1

t>

8 Q

! o

i I

h

ft y

/( i t V \ V\

se * V >* i M

4 \ Y

г к ' \

4

s

л,

Амплитудно-частотная характеристика данной системы имеет вид:

М{)ы)\ -

___Тги)+-\

(2)

-т- у, _ V,

где — . |а = - постоянные времени.

Полагая, что входной поток X (1>) является эргодическим стационарным, процессом, аппроксимируем автокорреляционную функцию (а.к.ф входного потока выражением:

^(^)=6'®ехр(-Х|г|)> (3)

где Л - коэффициент затухания а.к.ф.

Дисперсия выходного потока получается из решения

интеграла: ^

<^ = 1{з(и;)М,Игс*и> > (4)

о

где Э(^) - спектральная плотность, соответствующая [^(ге). Решение (4) приводит к следующему выражению дисперсии выходного потока: г

г"

где ос = - показатель обрушения;

- - относительный пар?метр массообмена.

Физический смысл параметров выражений (5) к (б) раскрывается следующим образом:

т постоянная аременя Т, определяется по формуле:

т, = Щг*- ' <7>

' и, 1

где \/к - емкость ковша экскаватора, м3;

К *

К = - коэффициент экскавации;-э Крк

Км - коэффициент наполнения ковша;

Крк - коэффициент разрыхления породы в ковше.

Величины Кн и Крк определяются из эмпирических выражений (по Белякову Ю.И.)

Кн = 1,28 - 0,72 (1 ,

(6)

где с1С(, - средний размер куска,м;

К, - коэффициент пропорциональности. ■Текущая производительность черпания 0, определяется из выражения:

ц КрК,

где Ып - мощность подъемного двигателя, кВт;

р - к.п.д. рабочего оборудования мехлопаты (принимается равным 0,45);

р

Кр - удельное сопротивление копанию, кгс/см . Экспериментальными исследованиями Мэтушенко В.М. и Палянич-ко С.А. получены эмпирические выражения для определения Кр , связывающего Кр с основными (физическими характеристиками горних пород:

кг = У (Кр,и,с1ср^ ), (10)

где Ц = 2,6Ка- ¿1,26К +1,8- глубина внедрения ковша окскават?-

ра;

¡р - коэффициент крепости по Лротодьяконову М.М. Показатель об рушения с<- определяется из выражения:

в

Н-Ькоп , И

-.«к

где Н - высота забоя, м;

^Р - угол естественного откоса; . \/к Ка

И..: ~ высота копания;

ширина ковша экскаватора,м;

параметр, учитывающий ос сверху при единичном акте копания;

ина подработки, дом ния обрушения сверху,м.

2= - параметр, учитывающий объем обрушения пород

аср - глубина подработки, достаточная для возникнове-

где ^ - плотность пород в целике, т/м3; - угол откоса забоя

Интенсивность массообмена между зоной черпания и зоной обручения находится из выражения:

. с^икхД, (13)

где т - коэффициент подвижности материала (по Зенкову Р.Л.):

Ж

= 4 +■ ао^-а^+ч)2', (14)

где 0 = "Ц^^Р - коэффициент внутреннего трения. Динамический график входного.потока (рис.1 б) можно построить по данным опробования наклонной линии откоса, вдоль которой проходит траектория черпания, а также допускается использование данных интервального опробования. Б случае наличия слоевой структуры в сечении

склада величина X может быть определена по формуле:

ю

где N - количество слоев в сечении;

Ч - коэффициент парной 'корреляции между смежными слоями. Разработанная математическая модель позволила выявить влияние основных горно-механических параметров на эффективность внутризабой-ного усреднения.

Исследованиями изучено влияние следующих параметров: Кр (коэффициент разрыхления), (средний размер куска), Н (высота забоя),

(емкость ковша экскаватора), X (показатель изменчивости качества в сечении забоя).

В качестве показателя эффективности усреднения служит коэффициент усреднения . Коэффициент внутриштабельного усреднения ЧйШ определяется из выражение:

п 1' > (16)

<6ш \1 в*

где Сэед - стандарт межблочных колебаний

- коэффициент межблочного усреднения ( К^^О );

- стандарт внутри блочных колебаний;

^вв ~ коэффициент внутриблочного (внутризабойного) усреднения, определяемый по разработанной модели;

- стандарт колебаний потока, поступающего на склад. В качестве блока принимается объем руды:

^ = £еклНаср> (17)

где Вскд - ширина склада; Н - высота склада; аср - глубина обрушения забоя.

Исследованиями предусматривалась оценка значимости вьиеперечис-11

ленных горно-технических факторов на показатель усреднения. Формализация решения этой задачи может быть представлена в виде следующих выражений:

> (18)

/ / а-(Ч;) М:

р. = и (19)

где ИО^ , - соответственно, абсолютные погрешности определения коэффициента усреднения ( ) и I -го фактора;

- частная производная функции 1^ = ^(1) по I -му аргументу;

р - доля погрешности (. -го фактора в погрешности определения величины .

Величина Р^ определяет степень значимости влияния 1-го фактора.

По результатам исследований, приведенных в главе, установлено

следующее:

1. Увеличение показателя разрыхленности массива ( Кр ) способствует значительному возрастанию степени усреднения рудной массы. При это;*! происходит скачок показателя усреднения Щ) в диапазоне изменения Кр = 1,3 1,4. Таким образом, перемешивание сыпучего материала происходит Солее эффективно, чем связно-сыпучего .

2. В сыпучей среде (Кр = 1,4 1,5) проявляется тенденция снижения степени усреднения при- увеличении среднего размера куса (сА ]

3. Увеличение параметра X автокорреляционной фунгдии в сечешн забоя способствует повышению степени усреднения руды в процессе черпания. Слоевая структура сечения склада находится в теской взаимосвязи с показателем автокорреляции качественных признаков. Степень усре; нения повышается с ростом количества слоеь. При этом отмечается ин-

тенсивное возрастание • при -'М « 2-Ю слоев. Дальнейшее увеличение N (30 40) практически не приводит к повышении ус-реднительного эффекта. Таким образом, формирование штабелей с количеством слоев N ■= 15+30 следует считать технологически оптимальным.

4. Изменение высоты забоя от 8 до 12 м сопровождается увеличением коэффициента усреднения на Другие горно-технические факторы не оказывают существенного влияния на эту зависимость. Таким образом, увеличение высоты забоя на такую величину не решает кардинально задачу повышения эффективности усреднения (внутризабойного),

5. Увеличение емкости козша приводит к незначительному повышении эффективности усреднения в связда-сыпучих средах (Кр в 1,1-1,3). При отгрузке сыпучего рудного материала (Кр «1,44 1,5) увеличение енкоси: ковша сопровождается незначительным снижением эффективности усреднения.

6. Совокупное де^отвие горно-технических факторов на процесс экскавации оказывает влияние и на эффеятавнооть перемешивания руды в забое. При этом степень значимости действия каждого фактора на процесс усреднения неодинакова. Факторный анализ позволял установить следующее:

- подавляющее влияние на процесс усреднения руды в забое ока-зывгит автокорреляция качества в. сечении забоя (слоезая структура сечения штабеля) и разрьхленность массива (Кр). При этом в забоях с колким пуском (¿ср»0,1 м) влияние *акгора розрыхленнвети на. эффективность перемешивания является определяющим. Это.диктует необходимость совераенствованш качества буровзрывных работ;

- ¿актор влияния грансостава на степень перемешивания действует наиболее значимо только з хорошо разрыхленном массиве прк мелком дроблении куска. Вместе о тем, доля этого фактора весьма незначительна и составляет всего .

. 13

в. третьей главе исследованы вопросы взаимосвязи нооководихель-косгн экскаватора с [¡сказателями усреднения руды на складах. Исследования вклсчали решение двух задач:

- оценка влияния текущей производительности экскаватора не эффективность усреднения;

- оиенка влияния повторного перемешивания (перелопачивания) в забое на показатель усреднения.

Формулировку первой задачи можно представить следующим образом: при каких горно-технических условиях сниаение текущей производительности черпания приводит к повышению степени усреднения и насколько это повышение значимо? Решение этой задачи производилось в следующем порядке:

- для обеспечения эквивалентности условий черпания была принята постоянная высота копания (з расчетах принималась !"),<„„^ 7 ")• Величина стружки (глубина внедрения ковша) Н принималась фиксированной. Расчеты производились пои нескольких значениях И от 0,2 м до -

Ь, с учетом зависимости:

(то») *

IVm>= f М. <20)

Согласно зависимости (20), пси разном показателе рззрыхлекия Кр ze-лачина Ь^^принимает определенные значения; '

расчеты производились по математической модели, приведенной во второй главе. Величина Кэ в формуле (7), в соответствии с вышеприведенными условиями, равна:

н

Яри фиксированных значениях Ькоя , и .величина Кэ зависит от h и язляется, таким образом, эквивалентом производнтелыюо-

14

ти черпания;

- фактор кусноватости пород учитывался величиной:

К -17~к- (22

где к'з - коэффициент экскавации для куска среднего размера сА » нормированный по среднему размеру куска 0,1 к;

К. „, коэффициент экскавации для куска размером о1„ =

Э1асрги,1м| г

=0,1 м.

Таким образом, постоянная времени Т1 в выражении (7) принимает

О.

- изменение текущей производительности черпания (Д при разной глубине внедрения ковша экскаватора И учитывалось величиной КР . Для этого каждому фиксированно^ значению И ставилась в соответствие величина Кг (10);

- относительное изменение текущей производительности и коэффициента усреднения рассчитывались по формулам:

-г- к! К» .

Т. = ' <23>

_ Оги" О.ЖССХ Ота* Фтак *

(24)

(25)

где соответственно, текущая производительность черпа-

ния при задатки л максимальном значении глубины внедрения ковша И(та)<) ; ^ . ^си-тху соответственно, коэффициент усреднения,рассчитанный при и .

15

Решение задачи по оценке влияния повторного перемешивания (перелопачивания) на эффективность усреднения в обцем виде можно выразить следующим образом: ^

<и=Мз;>)сы' (26)

Зх(<А>)(\л/(ЗСл>)|аИ , (27)

где - спектральная плотность входного потока;

Э!^ (и)) - спектральная плотность выходного потока после г» -го акта перемешивания;

И - количество актов перемешивания.

В главе приводятся результаты лабораторных экспериментов, цель которых заключалась в установлении общих закономерностей изменения колеблемости качественных признаков рудной массы при перемешивании. . В задачу экспериментов входило:

г исследование степени структурной однородности рудной массы при многостадийном перемешивании;

- установление закономерности изменения стандарта отклонений при различной степени перемешивания;

'' - определение влияния гранулометрического состава на уровень структурной однородности при перемешивании;

- установление зависимости величины стандарта отклонений от объема представительности порций.

Результаты исследований, приведенные в главе позволяют констатировать следующее:

I. Текущая производительность черпания связана с показателями разрыхленности массива, его гранулометрической характеристикой и крепостью пород. В процессе экскавации эффект вность перемешивания руд-

ной массы зависит от текущей производительности черпания. Анализ этой зависимости показывает следующее:

- черпание более тонкой стружкой в связно-сыпучих породах (Кр = 1,2 - 1,35) способствует повышению эффективности усреднения на 12-17%. Увеличение высоты забоя нарушает эту закономерность;

- в связно-сыпучих средах (К^ = 1,2-1,35) увеличение среднего размера куска при соответствующем уменьшении стружки (текущей производительности черпания) приводит к приросту степени усреднения;

- в разрыхленных средах (Кр = 1,4 - 1,5) уменьшение "стружки" черпания и высоты забоя сопровождается снижением эффективности усреднения;

- при более высокой автокорреляции качества в сечении забоя

(А — 0-0,2) влияние текущей производительности черпания на эффективность усреднения усиливается;

- изменение емкости ковша экскаватора не оказывает влияния на взаимосвязь текущей производительности черпания и эффективности перемешивания.

2. Повторное перемешивание рудного материала (перелоиачиаание) способствует повышении степени однородности его качественных характеристик. При этом существует целесообразный предел количества операций перелопачивания, посла которого исчезает эффект прироста сте^ пеня усреднения (рис.2). Комплекс организационно-технических мероприятий, направленных на подготовку рудного материала к перемешиванию (БВР, технология формирования штабеля и др.), параметры забоя и технологического оборудования влияют на величину^ количества перелопачиваний, необходимых для достижения целесообразного предела степени однородности материала.

3. Результаты лабораторных экспериментов, приводимые в главе, позволяют сделать следующие вьгзоды:

- уровень полной однородности на может быть достигнут ввиду сох ранения устойчивых закономерностей распределения качественных приэ-

17

(Js/^ненс/е с/пе/твыи усреднения /три перело/точибанаи материала с размыл* разрыхление/*^) для А =0,2{а) и <OffJ

И= 10м ¡ dcp

I ¡

! í

I

s

€

§ 9 i

I

\

I

Э/narr nepe/iewuâa/surf

Этап лере/~/еша0ания

—.-

\MS

ч

¡ff ' " >

•

Рио.г

18

наков в смешиваемом материале. При-этом в процессе перемешивания обнаруживаются эффекты "пластичности и вязкости";

- при меньшей крупности фракций смешиваемого материала достигается лучшая структурная однородность смеси, что отражается на снижении стандарта отклонений качественных признаков.

В четвертой главе приведы-ш результаты практической реализации организационно-технических мероприятий по усреднению рудного материала на складах горно-металлургических предприятий России и Казахстана. В основе результатов лежат исследования, проводимые ИГД (г. Екатеринбург) в период 1984-92 г.г. при непосредственном участии автора. В главе выполнено сопоставление показателей усреднения, рассчитанных по математической модели, с полученными по результатам промэкспериментов или в ходе эксплуатации усреднительних систем.

В табл. I приведены основные экономико-технологические параметры функционирования складов на действующих горно-металлургических предприятиях, где проводились исследования.

Анализ результатов исследований, приведенных в главе, позволяет сделать следующие выводы:

1. Особенности технологии формирования штабелей, параметры забоя, физическое состояние складируемого материала определяют усред-нительную способность складов (50-80%).

2. Большое влияние на эффективность внутриштабельного усреднения оказывает межблочная дисперсия, связанная с особенностями формирования складов и рациональным количеством технологических слоев ь 'сечении штабеля.

3. Высокой усреднительной способностью обладают эстакадные ус-реднителыше склады (на примере ЗС.К). Коэффициент усреднения на таких складах может достигать 95& при среднем ^ = 83%. К основным факторам, определяющим высокую усроднительнуп способность подобного типа складов, мояко отнести:

Таблица I

Технологические показатели функционирования складов на действующих горно-металлургических предприятиях

Показатель комбинат

Костомукшский ГОК Лисаковекий ГОК Корш^новский Западно-Сибирский 'МК

I. Вид транспорта,формирующего автомобильный железнодорожный автомобильный конвейерный

склад (емкость единичной ЕелАЗ-7519 10 думпкаров ЕелАЗ-548 (объем железно-

зргрузки,?) " (ПОт) 2ВС-105 (40т) ■ дорожного

(1000т) состава)

2. Объем представительности зоны

скашивания,т 3960 10000 2160 200000

3. Высота склада,м 12,5 II 8 14-16

4. Объем склада,тыс.т 60-90 350 100 200-300

5. Коэффициент внутриштабельного >

усреднения,% :

- рассчитанный 67 58,6 70-77 78-82

- фактический 62 60 72-76 83

П • Технологический эффект,/?!

- прирост извлечения 0,73 3,34 1,79 -

- снижение содержания в 0,31 1,45 0,88

хвостйс

7, Экономический эффект от усред-

нения на I т концентрата,руб./т • 0,05 0,02 0,05 -

(в ценах 1931 г.) 1

- (люгослоевая структура сечения штабеля (24 слоя);

- большая высота ( Н = 14-16 м);

- благоприятные физические свойства смешиваемого материала {высокая раэрыхленность.мэлкая фракция).

4. Склады, функционирующие в карьерах Костомукшского и 1исако#-ского ГОКов, обеспечивают удовлетворительную степень усреднения

( у = 60-6255).

5. Высокая усреднительная способность перегрузочного склада на Рудногорском карьере Коршуновского ГОКа { г^ = 72-76?) связана с многосортностью усредняемого материала. Это способствует при существующей на комбинате технологии складирования формированию многослоевой структуры сечения штабеля.

ЗАШНЕНИЕ

В диссертационной работе дано новое решение актуальной для горнорудной промышленности научной задачи установления закономерностей перемешивания рудного материала на карьерних складах, обеспечивающих совершенствование технологии усреднения сырья.

Основные выводы, научныэ и практические результаты заключаются в следующем:

1. Разработана математическая модель процесса перемешивания рудного материала при экскавация,учитывающая влияние физических характеристик руды ( разрушенность, гранулометрический состав), технологических параметров склада ( высота, структурные особенности сечения) и выомочно-погрузочного оборудования ( вместимость коша экскаватора) на эффективность усреднения.

2. Факторный анализом установлено, что подавляющее влияние на эффективность перемешивания рудного материала на окладах оказывают разрыхлэнность горной массы и особенности структуры сечения штабеля.

3. Установлена взаимосвязь текущей производительности копания

с показателями усреднения качественных характеристик руды на складе. В связно-сыпучих средах (Кр=1,2-1,35) снижение текущей производительности черпания относительно максимально возможной приводит к повышению эффективности усреднения; в сыпучих средах (Кр=1,35~1,5) снижение текущей производительности черпания сопровождается уменьшением степени усреднения.

4, Установлено технологически целесообразное количество слоев (15-30) при формировании сечения штабеля для обеспечения достаточно высокой степени усреднения на карьерных складах. При N>30 слоев коэффициент внутршдтабельного усреднения практически не возрастает.

5. Разработаны методические положения оценки внутриштабельного усреднения руда, учитывающие закономерности деформации длиннодериод-ных колебаний в рудном потоке, поступающее на склад; необходимостьодно-двухкратного перелопачивания рудного материала при его подготовке к отгрузке из склада.

6. Для повышения эффективности усреднения рудц на складах требуется совершенствование качества буро-взрывных работ в карьере в направлении лучшего разрыхления.

7. Лучшая структурная однородность смеси достигается при уменьшении крупности фракций смешиваемого материала. Поэтому усреднение мелкодробленого материала на промплощадках обогатительных фабрик и меткомбинатов более эффективно, чем усреднение взорванных пород в карьерах.

8. Технология формирования складов является важным этапом в практик«? усреднения руд. Работа экскаватора в забое выполняет функцию рыхления, обеспечивая перемешивание материала, что в конечном счете определяет эффект внутризабойного усреднения.

Основные положения диссертации опубликованы в работах: I. Лаптев Ю.В. Организация усреднения бурожалезняковых руд Лисаков-

ского ГОКа //Тез.дкл.ИГ Всес.научно-^ахн.конф.молодых ученых.-Свердловск: ИГД Минчермэта СССР,1986.-С.54.

2. Гальянов A.B..Лаптев Ю.В. Эффективность совместной переработки руд Коршуновского и Рудногорского месторождений //Сб.науч.трудов/ ИГД ШМ СССР.-Свердловск, 1986.-té 8I.-C.I35-I46.

3. Лаптев ю.В. Особенность концентрации оксида кальция в порошках электротехнического периклаза //Состояние и перспективы производства электротехнического периклаза повышенного качества: Тез.докл. научно-техн.совещ.-Свердловск :ВостИО,1987.-С.36-38.

4. Гальянов Д.В..Лаптев Ю.В. Исследование процесса перемешивания дробленого рудного материала //Сб.науч.трудов А'ГД МЧМ СССР.-Свердловск,1988.87.-С.77-89.

5. Гальянов A.B..Лаптев Ю.В..Федорова Л.М.Эффективность работы смесителей ДВХ-ЮОО при производство порошков электротехнического периклаза // Огнеупоры.-1988.-№ 8.-С.41-45.

6. Гальянов-A.B..Лаптев Ю.В. Оценка степени изменчивости качественных показателей руды Лисаковского месторождения //Проблемы повышения эффективности маркшейдерских работ на горных предприятиях:Межвуз.научн. тем.сб./СГИ км. В.В.Вахрушева.-Свердловск.1989.-С.27-33.

7. Лаптев Ю.В..Сергеев Р.Ф. Технология усреднения бурожелезняковых руд на Лисаковском ГОКе//Сб.науч.трудов/ИГД ММ СССР.-Свердловск, 1990. -№ 39.-С.64-71.

8. Лаптев,Ю.В. Исследование процесса поремэшивгния бурожелезняковых руд на усрэднитольном складе Лисаковского ГОКа// Рудоподготовка и ее эффективность: Докл.на Всес.совещ.-Фрунзе: Институт физики и механики горных пород АН Киргизской ССР,1990 (в печати).

9. Гальянов A.B..Лаптев Ю.В. .Ковалев М.Н..Владимиров А.И. Совершенствование методики планирования и прогнозирования качества добываемого сырья на комбинате "Магнезит"^Огнеупоры.-1992 (в печати).

10.Лаптев Ю.В.Математическая модель перомоимвания рудного материала в забое// Иежвуз.науч.тем.сб./СГИ им.В.В.Вахрушва.-Екатеринбург ,1992 (в печати). • 23