автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Обоснование параметров технологических схем подземной добычи руд с поковшовой радиометрической предконцентрацией вблизи очистных блоков

,, . ¿/О

Государственный комитет СССР по народному образованию

Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт

На правах рукописи

ФЕСЬКОВ Валентин Петрович

УДК 622.34 : 622.271 : 543.52 (043.3)

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ПОДЗЕМНОЙ ДОБЫЧИ РУД С ПОКОВШОВОЙ РАДИОМЕТРИЧЕСКОЙ ПРЕДКОИЦЕНТРАЦИЕЙ В5ЛИЗЯ ОЧИСТНЫХ БЛОКОВ

Специальность 05.15.02 — «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени ' кандидата технических наук

Москва 1992

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени горном институте.

Научный руководитель канд. техн. на<ук, доцент ЖИГАЛОВ М. Л. Официальные оппоненты: докг. техн. наук, профессор КОВАЛЕВ И. А., ¡канд. техн. наук, н. с. ГОРДИН Д. В.

Ведущее'предприятие —Государственный институт .по проектированию предприятий цветной металлургии «Гвпроцвет-■мет».

Защита диссертации состоится . » \992 г.

в . час. на заседании специализированного ученого совета 'К-053.12.02 в Московском торном институте по адресу: 117935, ГСП, Москва, В-49, Ленинский пр-т, 6.

С диссертацией 1можно ознакомиться в библиотеке Московского горного института.

Автореферат разослан « ?

. »

1992 г..

Ученый секретарь специализированного совета

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

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Очевидно, что повышение эффективности работы подземных рудников возможно только при направленном управлении качеством добываемой рудной массы. В настоящее время определены- основные .принципы и технологические методы управления качеством рудопотоков на подземных рудниках. При существенной изменчивости качества в рудопотоках наиболее перспективными являются технологи? ческие схемы с подземной лредконцентрацией. Из* имеющихся вариантов, наиболее легкореализуемой является технологическая схема с локовшовой радиометрической гаредконцентраци-ей в доставочных выработках, для которой установлена, ориентировочная область применения. Естественно актуальной становится решаемая в диссертации научная задача обоснования оптимальных параметров этой схемы с учетом особенностей функционирования (Процесса лредконцентрации в доставочных выработках очистных блоков.

Рассматриваемые условия. Рудники, разрабатывающие средней мощности и мощные месторождения крепких и средней крепости руд системами додэтажного принудительного обрушения с использованием на доставке самоходного оборудования с емкостью .ковша 2 <м3. Изменчивость содержания металла (свинца) для единичных объемов, соответствующих сменной дозе выпуска. 200—300 т, характеризуется коэффициентом вариации 'порядка '50%. Для оперативного .контроля содержания .'металла в рудопотоке (Применимы радиометрические 'экспресс-анализаторы. Руды .полиметаллические, но ¡пересчитываемые на 'монометаллические. К рассматриваемой .группе относятся рудники Зырянорского свинцового, Ленино-горского ¡полиметаллического, Алмалыкского горно-металлургического и других комбинатов Рудного Алтая. Расчеты и измерения выполнены на примере Греховского рудника ЗСК.

Цель работы. Построение «.кривых контрастности» качества рудопотоков, поступающих из очистных блоков, имеющих разный характер оруденения и установление зависимостей производительности доставочного оборудования от основных параметров технологических схем очистной выемки, для обоснования рациональных параметров технологических схем добычи с радиометрической поковшовой .предковцентрацией;

использование этих схем позволит ,получать практически тоже количество металла при ¡меньших объемах выдаваемой на поверхность и (Перерабатываемой на обогатительной фабрике рудной массы.

чИдея работы. Обоснование параметров крупнопорционной радиометрической шредконцентрации в процессе очистной выемки полиметаллических руд производится на 'базе изучения влияния изменчивости качества рудснютоков из очистных блоков с различными формой оруденения и содержанием (Полезного компонента в запасах, а также технологических параметров достаточного оборудования на процесс предконцентра-ции—путем анализа результатов производственных экспериментов.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

— зависимости содержания металла в предконцентрате и в отходах предковцентрации, а также количества отходов лредковцентращии от порогового содержания полезного компонента для рудопошков из очистных 'блоков с различной формой оруденения и количественными показателями содержания металла в балансовых запасах;

— снижение производительности доставочного оборудования в рассмотренных технологических схемах с поковшовой радиометрической предконцентрацией в процессе очистной выемки руды, по сравнению с традиционными технологическими схемами (без предконцентрации) составляет для ПТМ от 13,5 до 28,5%; для комплекса оборудования ПТМ-авто-самосвал от 19,5 до 31,5;%';.

— рациональная величина разделительного порога при поковшовой радиометрической предконцентрации в рассматриваемых условиях, с учетом изменения производительности доставочного оборудования, равна 0,2% свинца применительно только к очистным блокам с бедной с в и н ц о в о сод е р ж а ще й рудой и вкрапленным характером оруденения.

Методы исследований: анализ и обобщение опыта исследований в области управления качеством добываемого сырья на подземных рудниках; методы математической статистики, «и и теории контрастности при оценке изменчивости качества рудопотоков; макетное моделирование узлов технологических схем добычи с поковшовой радиометрической лредконцентрацией; экономико-;математичесжое моделирование и анализ' результатов исследований на ЭВМ.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена: достаточным объемом производственных экспериментов на руднике Греховский ЗОК; использованием методов математической статистики для обработки и интерпретирования результатов наблюдений и экспериментов; удо-

летворительной сходимостью расчетных параметров с произ-одственными (расхождение составило 7—15%); отбором й брабопкой лро,б рудной массы на содержание' 'металла, по тандартным методикам химанализа; достоверность данных б оперативном опробовании с помощью РКС гарантирова-ась системой, метрологического -обеспечения (постоянный онтроль по эталонам).

Научное значение работы. Состоит в установлении зависи-юстей параметров локовшовой радиометрической предкон-.ентрации от качественных характеристик рудопотоков из чистных блоков с различной формой оруденения и колнче-твенными. показателями 'содержания ¡металла в балансовых апасах, в разработке математической модели для определена параметров технологических схем доставки с предкон-;ентрацией и экономико-математической модели обосновы-¡ающей предпочтительную схему доставки руды с поковшо-юй нредконцентрацией и ее рациональные параметры.

Практическое значение работы. Использование установ-генных зависимостей и (Параметров локовшовой раднометри-[еской яредконцентрации в условиях подземных рудников поволит уменьшить объемы перемещаемой на поверхность и герерабатываемой 'рудной массы с одновременным ¡повыше-шем в ней среднего содержания металла и стабилизацией ка-[ественных показателей общешахтного рудолотока.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Рекомендаг ши ло разработанной технологии локовшовой радиометрической (Предковцентрадии в процессе очистной выемки руд принята -к реализации в условиях Греховского рудника Зырянов-жого свинцового (комбината. Внедрение данной технологии позволит получить экономический эффект в размере 109 тыс. руб. в год. Разработанные методики внедрены в учебный процесс МГИ яри (Практических занятиях, дипломном (проектировании.

Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований докладывались на технических советах Зыряновского свинцового комбината (г. Зыряновск 1989, 1990, 1991 гг.), на Всесоюзной научно-технической конференции «Теория и практика проектирования, строительства и эксплуатации высокопроизводительных подземных рудников» (Москва, 1990 г.), на научных семинарах кафедры ТПР МГИ (г. Москва^ 1988—11990 гг.).

Публикации. ¡По теме диссертации опубликовано три статьи.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 91 страниц машинописного текста, 1С рисунков, таблиц, 6 приложений, список ис-лользованной литературы из /ц наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Одним из передективных направлений совершенствовали] технологии подземной добычи руд, имеющих существенны! колебания качественных характеристик в рудопотоке, являет ся разработка технологий с (Подземной предконцентрацие! ■(породоотделением) добытой рудной массы. Предкондентра дня— это лородоотделение, то есть выделение из общего ру долотока двух составляющих: результирующего руд ©лоток; (лредконценграта), более 'богатого и стабильного, чем исход ный, в тородопотока (отходов предконцентрации). Фактиче оки это совокупность производственных процессов и мерапри ятий, осуществляемых до переработки на обогатительно! фабрике, направленных на .повышение содержания полезньк компонентов в добытой рудной массе без специальной 'Пред варительной подготовки к обогащению (промывка, классификация и другие шроцессы).

Подземной предконцентрации посвящены работы Архипо ва О. А., Большакова А. Ю., Жигалова-М. Л., Ломоносова Г. Г., Макроусова В. А., Мосинца В. Н., Посика Л. Н., Рев нивцева В. И. и др. В работах 'Перечисленных авторов рассмотрен широкий круг вопросов применения различных видов предконцентрации в условиях горнорудных предприятий

В настоящее время определены основные принципы управления ¡качеством руд на ¡подземных рудниках и установлень области применения порционной пред-концентрации для различных уровней шахтного рудолотока. Определено, что лрт существенной изменчивости .качественных характеристик £ -рудопотоках наиболее перспективными-являются технологические схемы с порционной предконцентрацией.

Для свинцовосодержащих руд предпочтителен радиометрический опособ анализа, рудной массы, находящейся в ковшах ЛТМ, на содержание в ней ¡металлов.

Технологические схемы с радиометрической локовшово? предконцентрацией в доставочных выработках наиболее предпочтительны для реализации, так как на современном уровне техники и технологии сравнительно легко осуществимы, обеспечены радиометрической серийной аппаратурой, требующей сравнительно небольших доработок, а также из-за того, чтс рудная масса, .подвергаемая предконцентрации, не успевает перемешаться в уереднительных элементах технологической схемы рудника и, следовательно, имеет наибольший показатель контрастности, применительно ¡к транспортным емкостям, наиболее приближенный к природному в балансовых запасах.

На основании укрупненных расчетов в работе Зейнулли-на А. А. установлена, ¡принципиальная возможность и область применения поковшовой радиометрической предконцентрации

в процессе выемки руды. Для более детальной оценки экономических последствий реализации в условиях подземного рудника поковшовой радиометрической предконцентрации в процессе очистной выемки руд, необходимо дополнительно учесть то, что общешахтный рудопотак, как правило, складывается из рудной ¡массы, добываемой в очистных блоках с различной формой оруденения и количественными показателями содержания ¡металла в балансовых запасах, а также то, что непосредственно на реализацию процесса поковшовой дредконцентрации потребуется технологическое время, следовательно, снизится производительность достаточного оборудования, что повлечет ,за собой из-менение технико-экономических параметров, характеризующих данную технологию.

Таким образом, в работе потребовалось решить следующие задачи: изучить изменчивость качества, рудопотоков, поступающих из очистных блоков, имеющих разный характер оруденения и количественные ¡показатели содержания ¡метал1-ла в балансовых запасах (применительно к технологическим объемам—<ковшам ПТМ);

определить производственные возможности технологических схем с поковшовой радиометрической предконцентра-цией в зависимости от основных влияющих факторов;

выполнить технико-экономическую оценку полученных параметров технологических схем добычи с поковшовой радиометрической пред-концентрацией.

Решение первой из ¡перечисленных задач осуществлялось на основе изучения и оценки изменчивости качества блоковых рудопотоков на базе замеров содержания металлов в объемах рудной .массы, доставляющейся в ковше ПТМ, в условиях Греховского рудника ЗСК. На этом руднике применяется система лодэтажного обрушения с послойным торцовым выпуском отбитой рудной массы, а в качестве доставочного оборудования используются 'погрузочно-транспортные машины (ПТМ) ТОРО-200Д с емкостью ковша 2 м3. Очистные блоки рудника имеют разные формы оруденения запасов: бедные руды вкрапленного характера и богатые руды прожилково-гнездово-вкрапленного характера. В объемы очистных запасов блоков вклиниваются прослои пустых пород. В связи с наличием двух качественных групп очистных блоков изучение изменчивости качества блоковых рудопотоков проводилось обособленно для каждой группы блоков. Исследованию подвергались рудопотоки очистных'блоков № 17.1; 17.11 и очистных блоков № 12; 14 соответственно. Ввиду того, что данные исследования проводились для поковшовой предконцентрации,, единичному замеру подвергался весь объем рудной массы, находящийся в ковше 'ПТМ (4 т).

Опробование на содержание ¡металлов в рудной массе, доставляемой в ковшах ПТМ, осуществлялось ¡портативным

двухканальньщ анализатором «.Поиск РРК-103» с датчиком Б1ВД-П (блок возбуждения и детектирования ¡пропорциональный) с радиоактивным источником закрытого типа жадмий-109 (Сё). Для определения режима - замеров использовалась отработанная методика ГП ЗОК (геофизическая (партия) «Опробования больших рудных масс в технологических емкостях». При проведении замеров, анализатор прибора работал в режиме «накопление». Время экспозиции единичного замера! 50 секунд. За время экспозиции датчик БВД-П «проходил» до всей ¡площади навала рудной массы в ковше ПТМ. Перед началом работ приборы «РРК-ЮЗ» тарировались для руд исследуемого месторождения (Грехов-акая и Снегиревская рудные зоны). Эталонировочные графики строились на основе химанализа. бороздовых .проб и замеров радиометрическим приборам содержания .металлов в анализируемых объемах рудной массы, доставляемой в ковшах !ПТМ. Радиометрические ¡приборы, использованные в работе, 'были тестированы и аттестованы в метрологической службе

Г)П зек.

В ¡процессе опробования рудных ковшей на содержание в них ¡металлов (придерживались ряда положений. 'Во-первых, ввиду того, что при имеющейся системе разработки, в процессе вылуска отбитой руды слоя, процесс разубоживания резко нарастает к концу выпуска .планового объема, следовательно, замеру, в ковшах ПТМ, подвергался весь выпускаемый объем рудной массы отбитого слоя (слой — три добычные омены). 'Во-вторых, для более точного отражения характеристик рудопотоков исследуемых очистных блоков в выборку замеров попали (циклы выпуска отбиваемых слоев начала, середины и ¡конца отработки этих блоков. За время проведения опробования шо очистным блокам ¡получены данные по 36 отбитым и выпущенным слоям руды, в расчетах ¡показателей изменчивости качества использовались данные по 4536 единичным замерам. Считаем, что набранный объем данных опробования достаточно характеризует исследуемые очистные разнокачественные 'блоки. На основании (экспериментальных данных рассчитывались показатели, характеризующие изменчивость качества рудототоков исследованных разнокачественных очистных'блоков (а, Д а, у, Я, 6, М), результаты расчетов представлены в табл. 1.

Для обеих разнокачественных групп очистных блоков на основании данных проведенного опробования и методики.института ВИМС (применительно к порциям, а не кускам рудной массы) с целью определения ¡параметров процесса пред-концентрации рассчитывались таблицы контрастности, а по ним строились следующие кривые контрастности.

Таблица 1

Показатели изменчивости качества рудопотоков очистных блоков

Рудопотоки очистных блоков

Показатели с богатой рудой лрожпл-ково-'гнездового оруде-нення с бедной рудой вкрапленного оруденения

• до пред-концентрации после предконцентрации кфф. усреднения до пред-концентрации (после тредкон-щентра-' цин ксЗеф. ¡усреднения

вреднее содержа -: металла в рудной :се, <х 0,51 0,55 0,32 0,37

Дисперсия, О 0,095 0,089 1,06 0,020 0,012 1,66

Зреднеквадратич-! отклонение, 0 0,308 0,299 1,03 0,142 0,109 1,30

(оэф. вариации, 7 60,56 54,66 1,11 44,9! 29,61 1,51

Зазмах, Я 1.33 1,25 0.5 0,39

^бсол. отклонение

«него значелия, 5 0,251 0,244 0,119 0,091

Зоказатель контра-гости, М 0,49 0,45 0,38 0,25

— зависимость выхода отходов преджонцентрации от порогового содержания шолезного компонента, по которому происходит породоотделение (а);

— зависимость выхода отходов ¡прадкондентрации от содержания в них полезного (компонента (б);

— зависимость содержания шолезного ¡компонента в обогащенной части рудной массы (лредконценграте) от выхода отходов ¡предконценграции (в).

Кривые контрастности для двух рассматриваемых групп очистных блоков приведены на рис. 1.

На основании кривых контрастности для исследуемых очистных блоков, установив смещающийся порог породоотделе-ния определены зависимости: выхода отходов предконцентра-ции (уоп ), содержания металлов в предконцентрате (апк), содержания металлов в отходах предконцентрании (аоп ) от .уровня порога породоотделения (аП(,р ).

Применительно к рудолотоку из очистных блоков с бедной рудой вкрапленного характера:

Топ = — 0,1205 + 2,0343 апор;

апж — 1/(3,2259 — 2,8919 апор);

<хоп = 0,0523 + 0,4855апо?;

Применительно ж рудолотоку из очистных блоков с богатой рудой лрожилхово-гиездово-вкрапленного характера:

Топ== - 1,3827+ 2,3373 а*®;

Япк = 0,4147 + 0,8034 апор;

ооп = -0,0707+ 0,5274 а®*.

Для определения частости захмеров ковшей рудной массы на содержание металлов при функционировании технологических схем добычи с ПРЛ необходимо установить периодичность выхода ковшей рудной массы с содержанием .металла ниже порогового, за время единичного цикла выпуска отбитого слоя. Устанавливая периодичность выхода ковшей с некондиционной по содержанию .металлов рудной (массой, выполнен анализ проведенных замеров и определены интервалы между выходами всех некондиционных порций рудной .массы. Одинаковые интервалы объединены в группы (таблицы) и построены графики частости /появления ковша рудной массы с содержанием .металла ниже порогового (Р¡) от величины интервала .между выхода,ми двух некондиционных порций рудной .массы (А?). Графики .представлены на рис. 2.

В результате анализа экспериментальных данных по очистным блокам с различной фор,мой оруденения и количественными показателями содержания ¡металла в балансовых запаса« можно сделать следующие выводы:

— характер оруденения оказывает значительное влияние на изменчивость качества рудолотоков, следовательно, необходимо это обстоятельство учитывать при технико-экономических расчетах?

— ¡при осуществлении процесса предконцентрации замеры порций рудной массы в ковшах .ПТМ на содержание металлов необходимо .производить в каждом ков,ше, т. к. интервал между двумя выходами порций рудной .массы с некондиционным содержанием .металла, равный О, имеет подавляющую частость.

Для решения второй задачи определения производственных возможностей технологических схем с поковшовой радиометрической лредконцентращией в зависимости от основных влияющих факторов была использована следующая идея. Ввиду того, что на мамент исследований технологическая схема, добычи с ПРП не существовала, потребовалось на начальном этапе сформировать возможные варианты таких технологических схем и определить составляющие их показатели (Рис. 3—5). Для количественной оценки производственных возможностей технологических схем с ПРП за основу была взята общепринятая методика расчета производительности доставочного .самоходного оборудования (Байконуров О. А.,

Филимонов А. Т., Калошин С. Г.), но с внесением ряда изменений, учитывающих особенности функционирования технологических схем с ПРИ, ¡В отличие от традиционно применяемых схем доставки, при осуществлении процесса предконцен-трации в очистном блоке от пункта РКС (радиометрической контрольной станции) образуются два потока горной массы: концентрированной рудной массы (шредконцентрат) и отделенной породной массы (отходы лредконцентрации). Таким образом, количественная оценка производственных возможностей технологических схем с ПРП (производительность средств доставки по предконцентрату и отходам иредконцент-рации, а также производительность по горной массе или нагрузка на забой) производилась расчетным путем по скорректированным формулам на ПЭВМ, основываясь на хрономет-ражных наблюдениях, в рудничных условиях, ряда показателей фактически действующих технологических схем. (без пред-концентрации) и ряде воспроизводимых параметров с помощью действующего достаточного оборудования, при использовании макетов вариантов РКС.

Хрономегражные наблюдения проводились в условиях очистных блоков № 1-бис., 23, 17, 12 Греховекого рудника ЗйК для применяемого самоходного оборудования: ЛТМ ТОРО-200Д, автосамосвалов МоАЗ-6401-9585. За период хронометражных наблюдений установлены ряд зависимостей и показателей узлов проектируемых технологических схем с ПРП, таких, как: время загрузки ковша ПТМ рудной массой в очистном забое, время маневра ПТМ у РКС (с учетом конструкции станции), время разгрузки ковша рудной массы в рудоспуск и автосамосвал, время складирования ковша рудной массы в выработке, время загрузки кузова автосамосвала, время маневра: автосамосвала и. разгрузки кузова рудной массы в рудоспуск, зависимости скорости движения ¡ПТМ и автосамосвала от длины, доставки рудной массы и др. Для обеспечения наибольшей достоверности данных замеры (хро-нометражные наблюдения) проводились во все три рабочие смены (включая ночную), в различных очистных блоках, для разных номерных машин с учетом различной квалификации водителей самоходных машин. За время хронометражных наблюдений получено 1290 единичных замеров. Считаем, что такой порядок хронометражных наблюдений и набранный объем замеров достаточно достоверно характеризует исследуемые показатели и зависимости. Время замерялось двумя серийными секундомерами и заносилось в журнал хронометражных наблюдений. Хронометражные наблюдения проводились совместно с отделом НОТ ЗСК.

Полученные статистической обработкой замеров зависимости и показатели узлов проектируемых технологических схем с ПРП положены в основу алгоритма расчета производ-

сгвенных возможностей этих технологических схем. Алгоритм расчета производственных возможностей технологических схем с ПРП для определения каждого параметра имел соответствующий блок (формул и зависимостей. При определении производительности ПТМ то горной массе (нагрузка на очистной забой) использовалась общепринятая формула определения технической производительности ПТМ (}), но со смешанным рудно-ггародным циклом, характеризующим процесс лредконцентрации.

т/ч; ,(1)

7ц = ¿1-2+ ¿2-3 (1 ~ Топ) +

где в зависимости от выбранного варианта технологической схемы с ПРП:

t^-J — суммарное время наполнения ковша рудной массой, движения ПТМ от забоя до РКС, маневра ПТМ при фиксации ковша с рудной массой под анализатором и замера ее на содержание металлов, с;

/2_з — суммарное время движения ПТМ от РКС до рудоспуска или «рудного» автосамосвала (ветвь ярад-концентрата) и разгрузки ковша ¿предконцентрата соответственно в рудоспуск или автосамосвал, е.;

¿г-*—суммарное время движения ПТМ от РКС до поро-доспуска, места складирования или «породного» автосамосвала (ветвь отходов предконцентрации) и разгрузки ковша, с .породой в ¡породоепусж, .подземный отвал или кузов автосамосвала, с;

Топ — выход отходов предконцентрации (породы), доли ад.

При определении производительности доставочного самородного оборудования по щредконцентрату, используя общепринятые формулы, потребовалось формулу (1) скорректировать следующим образом.

QтлBp = ^цpVlt/rlll£p/Л:p) Т/ч, (2)

где А\,р —|'Количество рудных циклов в час;

= Д*цр + ¿цр |

¿,,р—суммарное время доставки кондиционной рудной массы (предконцентрата) от забоя до конечного пункта варианта технологической схамы с ПРП, е.; ¿цп— суммарное время доставки, некондиционной горной массы (отходы предконцентрации) от забоя до .конечного пункта варианта технологической схемы с ПРП, с.

При определении производительности доставочного самоходного оборудования по отходам предконцентрации (порода), также на ряду с использованием общепринятых формул, потребовалось скорректировать формулу (1).

= т/ч> (3)

где Л/.щ — количество породных циклов в час;

л^„ = бо ¡(—¿пр+С) • '

На базе алгоритма выполнены расчеты и определены параметры вариантов технологических схем с ПРП при изменении ряда влияющих факторов таких, «а«: длины доставки предкондентрата и отходов пред-концентрации, выхода отходов лредконцентрации и варианта конструкции РКС. В 'качестве примера на рисунках 6. 7, 8 приведены результаты расчетов для наиболее производительных технологических схем с ПРП (схемы 1.1; 3.1; 6.1). Результаты расчетов сведены в табл. 2.

Таблица 2

Производственные параметры технологических схем с ПРП рудной массы

Ва>риант технологической схемы с ПРП р. м. Производительность доставочного оборудования по горной массе Производительность доставочного оборудования по лредконцентрату

по отношению к обычной схеме доставки, % снижение среднего .значения пар а метра, % по отношению к обычной схеме доставки,1% снижение среднего значения параметра, ;%

1.1 61-103 18 43-83 37

1.2 53- 92 27,5 37-75 44

2-1 59-101 20 41-83 38

2.2 52- 91 28,5 36—75 44,5

3.1 71—102 13,5 50-83 33,5

3.2 61— 91 24 42-75 41,5

4.1 73— 85 21 54—77 34,5

•4.2 65- 76 * 29,5 48—68 42

5.1 71- 83 23 53-76 35,5

5.2 63- 74 31,5 47-68 42,5

0.1 77- 84 19,5 58-77 ' 32,5

6.2 68- 75 28,5 51-68 40,5

Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы:

.— снижение производительности доставочного оборудования в рассмотренных технологических схемах с ПРП в процессе очистной выемки руды, по сравнению с традиционными

технологическими схемами (без предконцентрации), составляет для ПТМ от 13,5 до 28,5%; для комплекса оборудования (ПТМ-автосамосвал) от 19,5 до 31,5%';

— рекомендуется использовать конструкцию РК.С с расположением радиометрического заверяющего элемента в кровле доставочной выработки на ¡пути следования оборудования, так .как при этом производительность доставочного оборудования, то сравнению с аналогичным параметром технологической ¡схемы с ПР.П при РКС, расположенной в примыкающей 'боковой выработке, увеличивается в среднем в 1,4 раза;

— наиболее производительными из всех рассмотренных технологических схем с ПРП являются схемы с номерами 1.1; ЗЛ;6Л.

Для решения .последней из поставленных задач выполнения технико-экономической оценки полученных параметров и в цело,м оценки условий применения технологических схем добычи с ПРП была разработана экономико-математическая модель (ЭММ), учитывающая положительные и отрицательные последствия реализации данной технологии в подземных условиях рудника.

Реализация в условиях подземного рудника технологических схем с ПРП позволит, с одной стороны, снизить затраты на транспорт и обогащение за счет уменьшения объемов транспортируемой и (перерабатываемой рудной массы, повысить извлечение металлов в концентрат, вследствие увеличения среднего содержания .металлов и их стабилизации в об-щешахтно.м рудопотоке; с другой стороны, будет сопровождаться дополнительными, затратами на приобретение и установку радиометрического оборудования, на горнопроходческие работы, ущербом ог недополучения металла из-за снижения производительности доставочного оборудования и от потерь .металла в отходах предконцентрации. Используемая в работе ЭММ сравнивает .параметры существующей общерудничной технологической схемы добычи рудной массы (без предконцентрации) с параметрами аналогичной технологической схемы с шоковшовой радиометрической предконцентра-цией. ;В отличии от ранее существующей, ЭММ дополнительно учитывает установленные в работе параметры шоковшовой радиометрической предконцентрации для двух качественных групп очистных .блоков с различной формой оруденения балансовых запасов, изменение производственных показателей технологических схем с ПРП, изменение показателя извлечения металлов в концентрат гари изменении содержания металлов в исходном продукте, поступающем на переработку, и дополнительные затраты на реализацию процесса ПРП (оборудование РКС, ¡коммуникации, обслуживание станций, горно-

проходческие работы и дополнительные технологические затраты) .

'В связи с тем, что сравниваемые варианты общерудничных технологических схем отличаются ценностью и количеством добываемой рудной ¡массы, а также затратами на ее добычу, в качестве критерия ЭММ принят прирост дохода (или снижение ущерба) от реализации в подземных условиях л оков-шовой радиометрической предконцентрации.

Э =,(3, —32) + (Ц2 — Д,)+тах;

где 31 — годовые затраты на добычу рудной массы;

32 — годовые затраты на добычу концентрированной рудной массы (предконцентрата);

Ц\ — ценность металла в годовом объеме добываемой рудной массы;

Ц2—ценность металла в годовом объеме добываемой концентрированной рудной массы (предконцент-рате).

Разница в затратах по сравниваемым вариантам техноло-логических схем складывается из экономии по статьям затрат на: подземный транспорт, дробление и подъем, поверхностный транспорт до (Обогатительной фабрики, переработку на обогатительной фабрике и дополнительных затрат на перемещение отходов предконцентрации до места складирования, реализацию процесса предконцентрации, с учетом ранее перечисленных особенностей ЭММ.

Сравнительная ценность металла в рудопотоках обычной рудной массы и предконцентрата определялась по количеству металла, извлекаемого в конценграт на обогатительной фабрике. При этом учитывались изменяющиеся характеристики этих рудопотоков: общее количество рудной массы, содержание металла в единице объема и извлечение металла в концентрат, а также потери металла в хвостах обогатительной фабрики и отходах предконцентрации.

Для выбранной технологической схемы с ПРП, задавая годовую производительность рудника по базовому варианту, тип качества очистных блоков и содержание металла в исходной рудной массе, показатель изменения производительности доставочного оборудования и технологические затраты на реализацию процесса предконцентрации, ЭММ определяла экономические последствия от ее применения в условиях подземного рудника в зависимости от уровня порога разделения (апор). Все расчеты производились по условному свинцу. Расчеты показали, что все рассмотренные технологические схемы экономически не эффективны в условиях очистных блоков с богатой рудой лрожилково-гнездового оруденения. Результаты расчетов для условий очистных блоков с бедной рудой вкрапленного характера приведены на рис. 9.

На основании анализа результатов расчетов установлено следующее:

оптимальный порог процесса предконцентрации для очистных блоков с богатой рудой прожилково-гнездового орудене-ния равен аПо,Р =0,19% свинца, при этом выход отходов предконцентрации составит у оп =16%; для рудопотока очистных блоков с бедной рудой вкрапленного оруденения равен аПОр = 0,2% свинца, при этом выход отходов предконцентрации Ъп =28%;

экономически целесообразно реализовать в условиях подземных рудников технологические схемы с ПРИ, имеющие относительное снижение производительности доставочного оборудования не более 20% (т. е. технологические схемы 1.1,2.1, 3.1, 6.1) и только в условиях очистных блоков с бедной рудой вкрапленного оруденения запасов.

Расчетный экономический эффект для условий Греховско-го рудника Зыряновского свинцового комбината составит 109 тыс. руб/год (¡по ценам на апрель 1991 г.). Фактически экономический эффект будет несколько выше ввиду дополнительного полезного эффекта от стабилизации содержания металла в рудопотоке предконценграта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе получено новое решение актуальной дл;я горнорудной промышленности научной задачи обоснования параметров и условий применения поковшовой радиометрической предконцентрации в процессе очистной выемки руд на основе установления зависимостей параметров поковшовой радиометрической предконцентрации от горнотехнологических условий, позволяющей повысить эффективность отработки месторождений полиметаллических руд, обеспечить подход к экологически щадящему горному производству и более полному освоению рудных месторождений.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем.

1. Установлены зависимости параметров поковшовой радиометрической предконцентрации от характеристик качества рудопотоков очистных блоков с различной формой оруденения и количественными показателями содержания металла в балансовых запасах. л

2. »Предложены технологические схемы доставки с поковшовой радиометрической лредконцентрацией и определены их производственные (параметры, к реализации рекомендуются схемы 1,1, 2.1, только в условиях очистных блоков с бедной рудой вкрапленного оруденения.

3. Выполнены эскйзные проработки пунктов РКС с учетом технологических особенностей применения и условий противорадиационной безопасности для рабочего персонала.

Графики экономической эффективности технологических схом ?ичя с ПИТ рудной массы в условиях очистных блоков с бедно-", хой вкрапленного оруденэяия запасов..

Варианта технологических схем доставки с ПРП рудной шеек:

I - схема ЗД, 2 - схема 1.1, 3--'схема 6.1, 4 - схема 2.1, 5 - схема 4.1, 6 - схеш 5.1, 7 - схема 3.2, 8 - схеш 1.2, 9 - схеш 6.2, 10 - схема 2.2, II - схема 4.2, 12 - схема 5.2

4. На основании, анализа гармоник изменения содержания металла в единичных замеряемых объемах (ковши ПТМ) рудной массы установлено, что при реализации технологической схемы с ПРП замеры рудной массы на содержание металлов необходимо ¡производить в каждом ковше ПТМ.

5. По установленным показателям производительности до-ставочного оборудования можно определить уровень прироста добычи рудной массы для 'компенсации результата отбраковки породы в зависимости от выхода предконцентрата, как продукта радиометрического обогащения.

6. На основании проведенных исследований и расчетов рекомендуется использовать предложенную конструкцию РКС с расположением радиометрического замеряющего элемента в кровле доставочной выработки на ¡пути следования доега-вочного оборудования, так как при этом производительность доставочного оборудования по сравнению с РКС, расположенной в примыкающей боковой выработке, увеличивается в среднем в 1,4 раза.

7. Разработана ЭММ для выбора вида и обоснования оптимальных параметров технологической схемы с ПРП, отличающаяся от существующей учетом изменения показателя извлечения металла! в концентрат от содержания металла в исходной рудной массе, ущерба от • недополучения металла вследствие относительного уменьшения производительности доставочных средств в технологических схемах с ПРП и условий реализации предконцентрации. в различных по качеству очистных блоках.

8. При рекомендуемом пороге предконцентрации (аПОр = 0,2%' свинца) содержание металлов в лредконцентрате по сравнению- с обычной рудной массой повышается дл(я очистных блоков с богатой рудой прожилково-гнездового орудене-ния запасов в среднем на 20%, а для очистных блоков с бедной рудой вкрапленного оруденения на 35%, при этом выход отходов предконцентрации соответственно равен 14—16% и 25—(28%.

9. :В результате предконцентрации в рудопотоке предконцентрата происходит стабилизация качественных характеристик по сравнению с исходным рудо потоком рудной .массы, которая характеризуется (коэффициентом усреднения, равным (по коэффициенту вариации) К,у = 1,1 ц-тя рудопотока очистных блоков с богатой рудой прожилково-гнездового оруденения и /Су = 1,5 для рудопотока очистных блоков с бедной рудой вкрапленного оруденения запасов..

10. Рекомендации по разработанной технологии, поковшо-вой радиометрической предконцентрации (ПРП) в процессе очистной выемки руд приняты к реализации в условиях Гре-ховского рудника ЗСК с расчетным экономическим эффектом 109 тыс. рублей в год.

Основные положения работы изложены в следующих статьях:

1. Ломоносов Г. Г., Жигалов М. Л., Зейнуллин А. А., Фе-ськов В. П. Технология подземной добычи с .крупнопорционной (поковшовой) .прадконцентрацией рудной массы вблизи очистных блоков на Греховском руднике Зыряновского свинцового .комбината, В сб.: Проектирование и эксплуатация подземных рудников в сложных горно-геологических условиях. М., МГИ, 1988, с. 4—6.

2. Жигалов М. Л., Феськов В. П., Агеев С. А., Лобъ-ян А. М. Расчет производительности ПДМ .при локовшовой радиометрической ¿предконцентрации вблизи очистных блоков. В сб.: Автоматизированное .проектирование и управление подземными рудниками. М., МГИ, 1989, с. 72—75.

3. Феськов В. П. Поковшовая предконцентрация руды вблизи очистных блоков на Греховском руднике ЗС'К. Всесоюзная научно-техническая конференция «Теория и практика проектирования, строительства и эксплуатации высокопроизводительных (подземных рудников». Тезисы докладов. М., МГИ, 1990, С. 149—150.

Падписаяо в печать 10.01.92 г.

Объем 1 п. л. Тираж 2 00 экз.

Формат 60Х90/16 Заказ N° 724

Типография Московского горного института. Ленинский проспект, д. 6