автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Обоснование параметров технологии радиометрической мелкопорционной предконцентрации вблизи очистных забоев при подземной добыче руд

Министерство науки, высшей школы и технической политики Российской Федерации

Московский ордена Трудового Красного Знамени

горный институт ______ _

_ ^ дПр /р^д На правах рукописи

САКЕНОВ Максат Дубаевич

УДК 622.34 :622.272

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ РАДИОМЕТРИЧЕСКОЙ МЕЛК0П0РЦИ0ИН0Й ПРЕДКОНЦЕНТРАЦИИ ВБЛИЗИ ОЧИСТНЫХ ЗАБОЕВ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ ДОБЫЧЕ 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.

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. ЖИГАЛОВ М. Л.

Официальные оппоненты:

Заслуженный деятель науки и техники России, докт. техн. наук, проф. ШЕСТА^ОВ В. А.,

канд. техн. наук, в. и. с. ЮХИМОВ Я. И.

Ведущее предприятие — Государственный институт по проектированию предприятий цветной металлургии «Гипро-цветмет».

Защита диссертации состоится « ¿К » {^{.^¿¿¡¡Л 1993 г. в Ал5, час. на заседании специализированного совета

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

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « а. » . . 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета

канд. техн. наук КОРОЛЕВА В. Н.

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Подземная добыча на рудниках сопровождается постоянным увеличением глубины разработки и усложнением горно-геологических условий, повсеместным снижением содержания полезного компонента в руде на действующих предприятиях, вовлечением в эксплуатацию месторождений с бедным содержанием руд. При этом для удовлетворения растущих потребностей в металле,-увеличиваются объемы добываемой рудной массы со значительной *одей_пустых пород,_что приводит ^существенному росту затрат на подземный и поверхностный транспорт, подъем по стволу рудной массы на поверхность и переработку ее на обогатительной фабрике. В связи с этим естественно возникает потребность из технологических методов управления качеством руд ориентироваться на предконцентраиию (породоотделение) в подземных условиях. Пред-концентрашя позволяет повысить: содержание металла в добываемой рудной массе, а значит увеличить извлечение металла на обогатительной фабрике (ОФ), а кроме того, снизить затраты на перемещение, рудной массы на поверхность, переработку ее на ОФ и размещение отходов в хвостохранилищах.

Кафедрой ТПР Московского горного института систематизированы и укрупненно оценены технологические схемы подземной добычи руд с радиометрической порционной предкониентраиией на различных уровнях рудопотока. Доказано, что в рассматриваемых условиях одной из наиболее перспективных технологических схем добычи руд представляется схема с радиометрической мелкопорционной предкониентраиией вблизи очистных забоев. Однако, рациональные параметры этой схемы пока не установлены. Поэтому актуальной является задача по определению рациональных параметров технологии радиометрической мелкопорционной предкониентраиии вблизи очистных забоев при подземной_добыче руд.

Рассматриваемые условия* подземные рудники, отрабатывающие полиметаллические месторождения со сложным неравномерным характером оруденения системами с принудительным обрушением руды и

вмещавдих пород и доставкой рудной массы погрузочно-транспорт-

*

ними машинами. При этом для оперативного определения содержания , металла в рудопотоке применимы радиометрические экспресс-анализаторы. К рассматриваемым условиям относятся рудники Зырянов-ского свинцового (ЗСК), Лениногорского и Иртшского полиметаллических, Алмалыкского горно-металлургического комбинатов и др. Расчеты и измерения выполнены на примере Греховского рудника ЗСК.

Цель работы. Установление зависимостей выхода пустых пород и содержания полезного компонента в продуктах предконцентрашга от изменчивости качества исходного блокового рудопотока для обоснования рациональных параметров технологии радиометрической мелкопорционной предконцентралии вблизи очистных забоев, что позволит повысить экономическую и экологическую эффективность разработки рудных месторождений.

Идея работы заключается в том, что рациональные параметры предконцентрации выбирают на базе исследования контрастности и грансостава рудопотоков, поступающих из очистных блоков.

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

- установлены параметры радиометрической мелкопорционной предконцентрации вблизи очистных забоев, отличающиеся учетом куско-ватости, разной изменчивости качества в продольном и поперечном направлении блокового рудопотока и усреднительной способности бункера разделительной установки;

- зависимость изменения содержания полезного компонента от крупности кусков рудной массы позволяет выделить часть пустой породы без радиометрической предкокцентрадии;

- обоснованы требования к конструктивным узлам и параметрам участковой разделительной установки (УРУ), позволяющие осуществлять отделение на УРУ мелкими порциями пустых пород из блокового рудопотока без традиционной для обогатительных процессов предварительной его подготовки.

Методы исследований. В работе использован комплексный метод исследований, включающий научное обобщение, производственные эксперименты, натурные замеры грансостава, .жспресс-опробование рудной .¡ассы, технико-экономическую оценку результатов исследований с использование- экономико-математического моделирования и ЭВМ.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций лодтьзвждены достаточным объемом производственных

экспериментов (выполнено более 16000 измерений), использованием апробированной на ЗСК методики экспресс-опробования рудной массы, удовлетворительной сходимостью результатов геофизического опробования с данными химанализа (расхождение не превышаю УЪ%),

Научное значение работы заключается в установлении зависимостей параметров подземной радиометрической мелкопорционной предконпентраши от изменчивости качества блокового рудопотока с учетом кусковатости и усреднения качества рудной массы в бункере УРУ и в обосновании требований к конструктивным узлам и параметрам разделительной установки.

Практическое значение работы состоит б разработке параметров технологии радиометрической мелкопорпионной предконпентра-ш вблизи очистных забоев, использование которых на подземном руднике позволяет получить дополнительный доход из-за повышения извлечения металла на обогатительной фабрике в результате улучшения качества руды, а также снизить непроизводительные затратч на подземный и поверхностный транспорт рудной массы, переработку ее на' ОФ и размещение излишков пустой породы в хвостохрани-лице. ■

Реализация выводов и рекомендаций. Разработанные рекомендации по технологии радиометрической мелкопорционной предкоьцент-раши вблизи очистных забоев при подземной добыче руд приняты к реализации в условиях Греховского рудника ЗСК. Расчетный экономический эффект при внедрении данной технологии составляет 34,Ь1 руб/т рудной, массы. Разработанные методики исследований внедрены в учебный промесс МГИ при дипломном проектировании.

Апробания работы. Основные положения работы и результаты исследований докладывались г: получили положительную опенку на технических советах Знряновского свинцового комбината (г. Зыря-новск, 1989-1992 гг. ), на Всесоюзной научно-технической конференции "Теория и практика проектирования, строительства и эксплуатации высокопроизводительных рудников" (Москва, 1990 г.), на научно-технических семинарах кафедры "Технология, механизация и организация подземной разработки руд" Московскою горного института (Москва, 1989-1992 гг. ).

' Публикации. По теме диссертации опубликозанн три работы.

Объем работы..Лиссертаиия состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит //£ страниц машинописного текст .,/¿7 рисунков, таблиц, список литературы из 131 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Одним из прогрессивных направлений развития технологии подземной добычи руд, характеризующихся значительной изменчивостью качества и рудопотоках, является разработка технологий с подзем- j ной предкониентрапией (породоотделением) отбитой рудной массы, i Подземная предконцентраиия - это породоотделение, проводимое в • подземных условиях ¿ орнсго предприятия, при котором из общего рудопотока"выделяется две его составляющие: результирующий рудопоток (предкошдентрат) с повышенным и более стабильным, чем исходный, содержанием полезного компонента и городопоток (отходы цредконцентрашш).

Подземной предконяентрапии посвящены работы, выполненные под руководствам Архипова O.A., Большакова \.Ю., Жигалова М.Л., Ломоносова Г.Г., Мокроусова В.Д., Посика f.R., Пух.альского Л.Ч., Ревнивпева В.И. и др.

Обзор и анализ опыта и результатов исследований по разделительным методам управления качеством руд показывают, что для подземного способа отработки полиметаллических месторождений наиболее перспективной являегся радиометрическая предкониентрация.

К настоящему времени сформировались технологические методы управления качеством руд на подземных рудниках, систематизированы технологические схемы добычи с подземной лредкониентра-иией, установлены области применения радиометрической ггледкон-иентраши на различных уровнях шахтного рудопотска. Установлено, что при наличия значительной изменчивости качества в блоковых рудопотоках подземного рудника наиболее эффективными являются техчол гические схемы добычи руд с радиометрической порционной ьргдконцентрацией вблизи очистных забоев: крулнопориион-.ьо? ( пориня-ков" ¡ГШ) или мелко порционной (небольшие порции на потоке конвейера специальной разделительной установки). При этом технологическая схема с радиометрической мелкопорционкой прелконцентрицией вблизи очистных забоев 'представляется нам более перспектив. )й, чем поковтовчя, т.к. ее применение позволяет достичь большего еухог \ ьустч* пород, 'значительно снизить петс;;: полезного компонента s отхс. .эх ореакониоитрааии.

По результатам укругшеннгх расчетов в paíore Зейнуллина А.А _ устансг.-.'-'ка г.р'.'.кциьианна.ч /'Сз..ютг:0С7ь и область применения

радиометрической мелкопорционной предконыенг iau-ли (РМП) вблизи очистного блока. Представляется очевидным, что для определения рациональных параметров технологии FMFI вблизи очистных забоев необходимо дополнительно учесть такие факторы, как разная изменчивость качества в продольном и поперечном направлении блокового рудопотока, грансостав рудной массы, рашгределение содержания полезного компонента но классам крупности кусков, сни жение контрастности блокового рудопотока из-за усреднительной способности бункера участковой разделительной установки (УРУ), конструктивные особенности УРУ.

Таким образом, для достижения поставленной в диссертации, цели потребовалось решить следующие задачи:

- изучить изменчивость качества блокового рудопотока с учетом гранулометрического состава и распределения содержания полезного компонента по классам крупности кусков рудной массы;

- обосновать требования к конструктивным узла-л и параметрам участковой разделительной установки;

- определить рациональные параметры технологии РМП золизл очистных забоев при подземной добыче руд и выполнить оценку ее технико-экономической эффективности.

При решении первой задачи исследование изменчивости качества блокового рудопотока проводилось в условиях Греховского рудника ЗСК. Отрабатываемое рудником глзстороящение характеризуется наличием сложных {жилы, мелкие линзы, ленты и др.) типов рудных тел с вкраплекно-прожилковкм характером оруденения. Степень минерализации весьма изменчива. Промышленные контуры рудных тел имеют сложные очертания. Б объемах отрабэткваемкх рудных тел имеются значительные включения и прослои пустых пород. На руднике применяется система разработки лодэт.ишого о*р"пеняя с торцовым выпуском руды. Разубсживчкие руды достигает "О*. На доставке рудной массы используются погрузочно-трчнопортныо \п-еины (HTM) TCFO-гоОд и "Кчвасчки-М?" с емкостью кояш.ч до Я м'3. Исследования проводились в очистном блоке 1. 14, госпо-геологи-ческие и организашюнио-техтле гкие услогич которого ягл.тотоя типичными для Греховского рулникч.

Изучение грчнсостчвч блокового рудопотока проводилось в нч-и.чле выпушенной рудной массы по классам крупности 0-200, 1,00400, 400-000, .чТ-tfOO и .более 800 :,!м с аспользотнием известной методики ¡отоплчниметрии. Размер кодакшгонкого кус:« нч

руднике 600 мм. Учитывая, что в исследуемом блоке выпуск одного слоя отбитой рудной массы (около 600 т) осущестиляется обычно в течение трех смел, изучение кусковатости проводили в трех этих стенах, условно подразделив их на начало, середину и конец выпуска. Фотографирование навала производилось после каждых двух загрузок ковшей HTM, т.к. ситуация поверхности навала после этих загрузок полностью менялась. В итоге было выполнено 120 наблюдений, по которым был определен выход классов крупности кусков. В соответствии с результатами обработки фото-гланограмм выход классов крупности составил 0-200 мм - 65$, 200-400 мм - 2052, 400-600 мм - 6%, 600-800 мм - 5%, более 800 ш - А%.

Определение содержания полезного компонента в кусках классов крупности производилось геофизическим методом с использованием экспресс-анализатора РРК-103 "Поиск" в навале выпущенной родной массы и в горизонтальном слое рудной массы, выгруженной из ковша ПТМ на почву доставочной выработки. Используемый прибор РРК-103 был гостирован и аттестован в метрологической службе ЗСК. Перед началом работ анализатор РРК-103 был оттарирован для руд Греховского месторождения по пробам химанализа. Выполнение измерений содержания металлов в кусках рудной массы прибором РРК-103 и обработка полученных результатов проводились по апробированной методике геофизической партии ЗСК. Анализатор при проведении измерений работал в режиме "накопление". Время экспозиции при этом устанавливалось из расчета опробования всей поверхности куска. В процессе измерений проверялась стабиль-. ность работы прибора- Для этого через каждые 1 5-20 минут блок детектирования прибора устанавливался на контрольные пробы с известным содержанием металлов и сопоставлялись результаты измерений. При относительных расхождениях в показаниях прибора выше Ъ% производилась его подстройка. С целью проверки соответствия результатов опробования кусков, по поверхности с содержанием металлов в их объеме было выполнено следующее. Сначала производился замер содержания металлов по поверхности куска, затем этот кусок дробился на несколько частей и для них также производилось опробование. Таким образом баю опробовано свыше 500 кусков классов крупности 200-400 мм и 400-600 мм. Куски крупных классов свыше 600 мм в количестве 120 штук также опробовались по поверхности, а затем после вторичного взрывного дробления

опробовались их мелкие части. Расхождение в результатах при этом не превысило в среднем 10%, т.е. опробование кусков прибором РРК- 103 по поверхности достаточно полно отражает содержание металлов в их объеме. В итоге двухмесячного эксперимента било выполнено более 6000 измерений содержания металла в кусках рудной массы. Проверка данного количества измерений на надежность проведенного опробования по известной из матстатисти-кя формуле показ-ала, что этот объем измерений вполне достаточен. '

По результатам опробования получены графики зависимости изменения содержания металла в кусках и показателя контрастности М (по Мокроусову В.А.) от классов крупности кусков рудной массы '(рис.1 ) . Результаты (рис.1) показывают, что содержание металла в классах крупности 0-200 мм около среднего, 200-400мм-выше среднего, а в классах более 400 мм-ниже среднего значения «Е = 2,1Ш условного свинца. Интересно, что содержание металлов в кусках крупностьй свыше 800 мм-ниже браковочного минимума.

В соответствии с классификацией института ВИМС исследуемые куски класса более 800 мм считаются низкоконтрастными, их показатель контрастности М=0,52, куски классов 0-500, 400-600, 600800 мм можно отнести к контрастным (соответственно М = 0,87; 0,84; 0,70), а куски класса 200-400 мм - к внсококонтрастнымГ1 U я 1,26. ■■'■. ;'■.

Анализ полученных результатов показывает, что в условиях Греховского рудника кондиционные по крупности куски классов 0600 мм являются контрастными и подвергнуть их разделению на простейших грохотах не представляется целесообразным. Крупные негабаритные куски свыше 800 мм имеют низкую контрастность М = =0,52 и среднее содержание металлов «С =0,15$ усл. Р1, что ниже браковочного минимума. Поэтому, эти куски нами рекомендуется вообще не подвергать вторичному дробления, а следует размещать в,отработанных, ненужных выработках и не выдавать их на поверхность. ; ■

Исследование порционной (порция - смесь кусков разной крупности) изменчивости качества в блоковом рудопотоке производилось по поверхности навалов рудной, массы по сетке 400x400 мм прибором PFK-108 "Поиск" в начале, середине и конце выпуска.

Замеры содержания металлов в порциях навалов выпушенной рудной массы проводились по их площади Sep. =10.2 mV Количество измерений при этом по сетке 400x400 мм для одного навала

¿д

3,0 2,5 2,0 1.5 I, 0,5 0

о-

2,96

1,5 ,

■Ы2.

0,96

0,38

0,15

100 200

400

600

800

1000

М

Г,60 1,25 1,0 0,75 0,50 0,25

100 200

400

600

800

1000

I

ср.,ММ

Т.'* >

■ о$Г 0,84.

да 0,71

• Аср.мм

Рис. I. Графики зависимости изменения среднего содержания металл X в кусках и по>агателя контрастности М от классов кртдноата <1 ср.

составило в среднем 64 замера. Всего было исследовано 70 навалов. При таком количестве измерений надежность исследований, согласно известной из матотатистики формуле, составила ?=96%.

Обработка и анализ результатов опробования в навалах содержания металлов в порциях рудной массы позволили выявить существенную разницу в показателях изменчивости качества вдеть и поперек навалов, т.е. была выявлена разная изменчивость качества в продольном и поперечном направлении блокового рудопотока. Полученные результаты приведены в табл. 1, В соответствии с этими результатами изменчивость качества в поперечном направлении рудопотока (в навалах) почти в 2 раза превышает изменчивость качества вдоль рудопотока.

Для того, чтобы воспроизвести рудопогок толгаиной 300-400 мм для порционного породоотделения на конвейере УРУ и установить снижение контрастности при загрузочно-разгрузочннх операциях HTM, опробование бнло проведенс также по сетке 400x400 мм в горизонтальном слое рудной массы, выгруженной из ковша ПТМ на почву доставочной выработки. При этом допускалоа, что процессы усреднения (перемешивания) при разгрузке рудной массы из ковша 1ГМ на почву выработки и в бункер УРУ можно ^читать достаточно схожими. Разгрузка коша ПТМ на почву выработки осуществлялась при движении ПТМ назад с максимально поднятым' ковшом. Полученные таким образом горизонтальные слои рудной массы бшш р чвны в среднем ширине ковша ПТМ "Кавасаки-М7" - 1,6 м, -,х высота hcp-=0,4 м, длина =5«6 м. Количество измерений содержания • металла*-в таком слое рудной.массы по сетке 400x400 мм составило в среднем 56 зам?ров. Всего за два месяца производственных экспериментов на разных стадиях выпуска бшю выполнено более 8000 измерений. Надежность опробования при этом составила Р*У7%, что говорит о достаточной представительности произведенных замеров.

Обработка и анализ результатов порционного опробования в горизонтальном слое рудной ;. ассы также позволили выявить разницу в показател ях контрастности М в направлении вдоль и поперек горизонтального слоя (блокового рудопотока). Полученные результаты приведены в табл. 1. Как видно из таблицы,показатель контрастности i поперечном направлении горизонтального слоя 'рудопотока) превышает продольное его значение в 1,8 раза. Снижение контрастности в горизонтальном слое рудной массы, гг сравнению с контрастностью в на;-гле, произошло за счет усреднения из-з-

- Я -

перемешивания при загрузочно-разгрузочных операциях ПТМ, При ._ этом коэффициенты усреднения поперек и вдоль рудопотока, вычисленные как отношения показателей контрастности' в навале и горизонтальном слое, составили К™р (М)=Т,04 и Ку^р(М)=Т,07, т.е. усреднение рудной массы при загрузке и разгрузке ПТМ незначительно.

По данным порционного.опробования в блоковом рудопотоке (горизонтальном слое) определили зависимость показателя контраст-носга М от величины отделяемой порции & (кг) для РМП, отличающуюся от ранее установленной зависимости учетом разной изменчивости качества вдоль-и поперек рудопотока. Эта зависимость описывается следущей формулой:

М = - 0,25-ёлО. • (1)

Таким образом, использование результатов выполненных исследований по оценке изменчивости качества в блоковом рудопотоке с учетом грансостава позволяет подойти к определению параметров РМП и выполнить конструктивную проработку узлов УРУ.

Таблица 1

Показатели изменчивости качества блокового рудопотока

Изменчивость качества вдоль рудопотока Изменчивость качества поперек рудопотока

'на поверхности-навала "» горизонтальном слое "на поверхности навала Р горизонтальном слое

•м ё V м м V И

0,71 0,93 45,0 0,66 ' 1.24 2.52 123,0 1,19

В табл. ^ - среднеквадратическое отклонение, V - коэф-^__ фициент вариации, М - показатель контрастности по Мокроусову В.А»

Рассмотрим решение второй задачи. Технология подземной добычи руд с РМП вблизи очистных забоев заключается в следующем. Рудная масса ПТМ загружается в выпускных выработках очистного блока и доставляется к участковой разделительной установке (УРУ), с помощью которой производится мелкопорционное породоотделение.

Анализ возможных технических решений по УРУ и опыта создания разделительных устройств в обогащении показал, что участковая разделительная установка должна состоять из четырех основных узлов: транспортирующего устройства (конвейера), радиомет-

рического экспресс-анализатора (РЭА), рудоприемного бункера и механизма разделения рудопотока. Принципиальная схема компоновки узлов УРУ показана на рис. 2.

Транспортирующее устройство УРУ служит для "растягивания" рудной массы в поток определенной толщины (высоты) и подачи ячэ под РЭА. Исходя из размера максимального кондиционного куска на руднике о!, тах =600 мм ширина конвейера (В ^ 1.3-Лщо^ долж-, на быть В=800 мм. По условию радиационной* безопасности и места установки РЭА от бункера до источника излучения длина конвейера должна быть минимум 5,6 м.. Учитывая эти требования, а также плотность' рудной'массы, ее абразивность, рекомендуется в качестве транспортирующего устройства использовать апробированный и действующий в промышленных условиях скребковый конвейер вагона ВПК-7А длиной 8,9 м, шириной 0,я м. Скорость движения конвейера в"«. =0,1-0,2 м/с также отвечает быстродействию работы радиометрических экспресс-анализаторов и'-требуемому1 при этом количеству, замеров. Эксплуатационная сменная производительность конвейера УРУ (ВПК-7А) по рудной массе при толщине (высоте-) рудопотока Кср; =400 мм равналЦдКС « 820 - 1600 т и зависит от конкретных условий применения УРУ, т,е» количества обслуживаемых УРУ очистных забоев и их производительности. В результате ' анализа,проведенного при сравнении эксплуатационной производительности УРУ и ПТМ Т0Р0-200Д,выявлено, что УРУ может обслуживать как минимум три ПТМ с вместимостью ковша 2 м^ при длине доставки до 150 м. ,

Радиометрический экспресс-анализатор - узел облучения и регистрации, является основным устройством УРУ, поскольку его работа в значительной мере определяет возможность практической реализации РМП. В уоловиях, Греховского рудника для оперативг ного контроля качества рудопотока полиметаллических руд рекомендуется апробированная и действующая в подземных условиях ЗСК радиометрическая контрольная> станция (РКП) 1У0-С (разработка ВЙ1ИРТ)„ Технические параметры 1У0-С,исследованные и полученные в производственных условиях,вполне пригодны для использования в качестве экспресс-анализатора содержания металла в порпиях рудной массы на потоке конвейера УРУ,

Высота подвески анализатора РКС выбирается из расчета контролируемой' площади отделяемой порции. Рациональным местом установления анализатора РКС вдоль конвейер» является место

м I

Рис.2. Принципиальная схема компоновки узлов разделительной у-так^вки:

1 - транспортирующее устройство; 2 - радиометрический экспресс-анализатор; 3 - рудо-приемный бункер с колосниковым грохотом 4' 5 - делительное устройство

измерения предпоследней 'от конца ковейера порции. При экспресс-контроле в конце конвейера, у места разгрузки, рудопоток относительно равномерен по высоте, соблюдается безопасное расстояние от включенного источника излучения до бункера. Формируемый на выходе электронного блока РКС сигнал подается на исполнение механизму разделения по заданному граничному содержанию (порог породоотделения) металла в рудной массе.

Механизм разделения служит для приема рудной массы,поступающей с конвейераги направления ее обособленными порциям^ в рудоспуск или породоспуск. Обзор и анализ делительных устройств показывают, что наиболее приемлемым для УРУ является шиберный исполни!зльный механизм. Этот механизм должен состоять из шибера размером 800x9^0 мм и пневмощлрндра с импульсбм силы на г токе 800 Н-с, шарнирно закрепленных к вагону ВПК-7А. Возможна и стационарная установка шибера и пневмоцилиндра у рудоспуска. Для перекрытия шибером рудоспуска шириной 2 м необходимо установить конец конвейера над рудоспуском на расстояние 800'мм от его края. С противоположного края рудоспуска предусматривается установить лоток над рудоспуском на расстояние 400 мм. Порция породы,направленная шибером,попадает на лоток и по нему скатывается в породоспуск. Механизм разделения должен быть готов произвести работу через время Ъ = ßn0p /^кон • где длина отделяемой порции, кон - скорость движения конвейера. При длине шибера 800 мм последние,куски порции пройдут мимо конца шибера за время ¿=0,65 с, отсюда быстродействие шибера принимается равным 0,66 с.

Рудоприемный бункер служит для накопления рудной массы из ковшей ПТМ, отделения с помощью наклонного грохота негабаритных кусков и равномерной подачи рудной массы на конвейер.

Для рудоприемного бункера УРУ предлагается использовать часть емкости вагона ВПК-7А. Как известно, бункеры обладают ус-реднительной способностью. Б нашем случае это снизит контрастность блокового рудопотока на конвейере УРУ, что отрицательно повлияет на параметры РМП. Поэтому необходимо было выполнить промышленные эксперименты по установлению параметров бункера, его конструкции, положения бункера относительно юнвейера, поз-.воляющие снизить усреднение рудной массы до минимума.

В.соответствии с теорией и практикой усреднения рудной массы в бункерах, а также рекомендациями проф. Л.Ч. Пухальского

ч

бункер/обеспечивающий наименьшее усреднение,должен быть минимальной емкости. Учитывая, что на руднике используются ПТМ с объемом ковша до 2 м3,' а также организацию работы ПТМ на доставке и эксплуатационную производительность конвейера УРУ, приняли объем рудоприемного бункера (с учетом небольшого резерва) равным 3 м3.

Для производства экспериментов на базе вагона ВПК-7А были выполнены два варианта опытных бункеров - с торцовой и боковой загрузкой и в каждом случае с нижней наклонной стенкой в бункере и без нее. Рудная масса перед загрузкой в эти бункеры опробовалась прибором РРК-103 по сетке 800x400 мм в ковшах ПТМ. После разгрузки ковша 1ГМ вагон ВПК-7А транспортировался к рудоспуску, где о помощью конвейера производилась выгрузка рудной массы. При этом рудная масса благодаря перегородке и гибкому затвору вытягивалась в поток толщиной Ь,Ср =400 мм. На конвейере црибором РРК-103 также производилось опробование рудной массы по той же сетке, что и в ковше ПТМ. По результатам этих опробований вычислялись показатели контрастности по . Мокроусову. В.А. и затем по их соотношению определялся коэффициент усреднения бункера. Таким образом, экспериментальным путем, меняя положение бункера по отношению к конвейеру, геометрические параметры, его конструкцию - с нижней .стенкой в бункере и без нее, изменяя угол наклона этой стенки,определили бункер, обладающий наименьшей усреднительной способностью (рис. 3). Такой бункер при Мпоп.» Мвд должен быть с боковой загрузкой, коэффишент усреднения его равен-2.

Для решения третьей задачи необходимо было определить рациональный (.минимальный) размер отделяемой на УРУ порции, оптимальный порог породоотделения, установить зависимости выхода отходов РМП, содержания полезного компонента в концентрированной рудной массе и отходах предкошхентрации от Показателя контрастности рудопотоков очистных забоев и порога разделения.

Рациональный' размер отделяемой- на УРУ порции определен с учетом грансостава, ширины конвейера, проникающей способности у- излучения и равен 800x400x400 мм (0*^=200 кг). Для данной величины отделяемой на УРУ порции по результатам опробо-- вания и по методике института БИМС с целью определения параметров РМП была рассчитана таблица контрастности и по. ней построены следующие кривые контрастности (^с. 4): . '

Рис. 3. Участковая разделительная установка (УРУ) на базе вагона ВПК - 7А: | - вагон БПК-7АГ 2 - скребковый конвейер ВПК-7А; 3 - радиометрический экспресс-анализатор ГУО-С; 4 - рудоприемный бункер с боковой загрузкой УРУ; 5 - колосниковый грохот; 6 - шиберный механизм разделения: 7 - перегородка с гибким затвором 8; 9 - нижняя наклонная стенка в бункере; 10 - лоток; 11 - рудоспуск; 12 - породоспуск

Рис. 4. Кривые контрастности рудопотока очистных забоев при величине отделяемой

порции 800 х 400 мм

- зависимость шхода отходов предконцентраиии п от порогового содержания полезного компонента «¿ПОр . по которому производится породоотделение (а);

- зависимость выхода отходов предконцентраште п от содержания в них полезного компонента еС0 , (6); .

- зависимость содержания полезного компонента в обогащенной части рудной массы (предкониентрате") о6л к от выхода отходов предкониентраиии п (в).

По Данным крив, л и таблицы контрастности, а также учитывая коэффициент усреднения рудной, массы в бункере УРУ? определены по стандартной программе на ЭВМ параметры РМП вблизи очистных забоев, которые описыва;этся следующими формулами:

йо.„ = -5.93 + 12,9«ИГ + 67,77. .; (2)

¿п.к= 0.850 + 0,248-М3 + 3,242-|/о£. пор.'; (3)

«Аоп =0,018 + 0,С08-ег'79'^ + 0,67-обпор.

Для установления рациональных параметров технологии РМП вблизи очистных забоев при подземной добыче руд и определения ее экономической эффективности была состав, зна. экономико-математическая модель (ЭММ). В этой модели в качестве критерия принят прирост дохода от ре шиэаиии технологии добычи с РМП но сравнению с традиционно применяемой технологией.

Э = д Ц + л 3 —*■ шах ,

где дЦ - сравнительная ценность металла в годовом объеме обычной и концентрированной рудной массы;

Д3 — разнила в годовых затратах между технологичзсктси схемами добычи руд с предкониентраиией и без нее.

Сравнительная ценность металла в обычной и концентрированной рудной массе определялась по количеству металла, извлекаемого в концентрат на обогатительно? фабрике (0Ф),ц потерь металла в 01 .одах предкониентраиии и на ОФ.

Г -знииа в затратах метлу технологическими зхемами добычи с РМП и без нее определялась из экономии затрат на: подземное транспортирование и дробление, подъем по стволу, поверхностный транспорт о: рудника ло обогатительной фабрики, переработку на ЭФ и дополнительных затрат на реализацию процесса Р!!П V утиля-Зашпо отхолсу пре^коццентрации.

На осног-л.ии результаты расчетов уегшеяленэ следующее:

- оптимальны:' порог нор-ллоо-.'лрленхя, по которому следует сро/з-

- 17 -

Рис. 5. Завискморть экономической эффективности Э (руб/т) от граничного содержания металла (порога иородоотделения) ипор,.% (условного свиниа)

- 16 -

водить процесс радиометрической мелкопорционной предконпент-рации вблизи очистных забоев,составляет п0р = 0,41$ условного свинца (рис. 5), при этом выход отходов предконцентрации

У0.п=-37.4*;

-расчетный экономический эффект для условий Греховского рудника ЗСК составляет 34,51 руб/т рудной массы (по ценам на сентябрь 1992 г.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе получено новое решение актуальной для горнорудной промышленности научной задачиобоснования рациональных параметров. технологии радиометрической мелко порционной предконцентрации (РМП) вблизи очистных забоев при подземной добыче руд на основе установления зависимостей параметров мелкопорционного породоотделения от горно-геологических и тех«-нических условий, позволяющих повысить экономическую и экологическую эффективность разработки полиметаллических месторождений.

Основные научные результаты, практические выводг и рекомендации, полученные при выполнении работы, заключаются в следующем. ^

1 • Установлены зависимости выхода отходов радиометрической мелкопорционной предконцентрации, содержания полезного компонента в концентрированной рудной массе и отходах предконцентрации от показателя порционной контрастности и граничного содержания полезного компонента (порога породоотделения), отличающиеся учетом разной изменчивости качества в продольном и поперечном направлении блокового рудопотока и усреднения качества рудной массы в бункере разделительной установки.

• 2. Обоснованы рациональная величина отделяемой на участковой разделительной установке порции с учето« кусковатости и оптимальный порог породоотделения, по которому следует производить процесс РМП вблизи очистных, забоев, при 01ср =200 кг, (¿поо =0,41$ условного свинца.

3,' Для условий Греховского рудника ЗСК установлены зависимости показателя контрастности М (по Мокроусову В.А.) и среднего содержания полезного компонента в рудной массе от крупности кусков (по классам). В соответствии . этими зависимос-

тями негабаритные куски класса крупности свыше 800 мм имеют низкую контрастность М=0,52 и среднее содержание металла ^„„г

др.

г0,15% условного свинца, что ниже браковочного минимума, поэтому эти куски рекомендуется не подвергать вторичному дроблению, а следует размещать в отработанных, ненужных выработках и не выдавать их на поверхность.

4. Выявлено, что в рассматриваемых условиях Греховского рудника ЗСК порционная поперечная контрастность блокового рудо-потока в._среднем в 1,8 раза преБышает_продольную^__ __

5. Обоснована совокупность требований R конструктивным узлам и параметрам участковой разделительной установки УРУ .

В соответствии с ними УРУ должна состоять из четырех следующих узлов (модулей):

1) конвейер длиной не менее 5,6 м, шириной 0,8 м, скорость движения^. U'^j^fO. 1-0,2 м/с;___________ _______________

2) рудоприемный бункер с колосниковым грохотом с углом наклона 40* ширина отверстий 600 мм, положение бункера по отношению к конвейеру предопределяется соотношением поперечной Мпоп и продольно^ Мдр контрастности блокового рудопотока, при МШ1Ь М -УРУ должна быть с боковой загрузкой, размеры бункера 72 м, Ьг'=1,4 м, Ьз =1,1 м, угол наклона нижней стенки в бункере

об =38°(см. рис.3);

3) радиометрический экспресс-анализатор ГУО-С (разработка ВНИИРТ^ место его установки 600 мм от конца конвейера, площадь контролируемой порции 800x400 мм, быстродействие не более 1с;

4) механизм разделения - шиберный переключатель с пневмопилинд-ром и импульсом силы на штоке 800 Н*с, переключение шибера через 4 с, быстродействие 0,66 с, размеры 800x900 мм.

6. Коэффициент усреднения рудоприемного бункера,установленный п.о величине показателей контрастности М (по Мокроусову В.А), составляет К^ =1.12.

7. Рекомендации по разработанной технологии РМП вблизи очистных забоев при подземной добыче руд приняты к реализации в условиях Греховского рудника ЗСК с расчетным экономическим эффектом 34,51 руб/т рудной массы. ' -

Основные положения диссертации изложены в следувдих работах: 1. Сакенов М.Д. Технологическая схем» установки для мелкопорционной радиометрической предкониентраши вблизи очистных

блоков//Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. «Теория и практика проектирования, строительства и эксплуатации высокопроизводительных рудников».—.М.: МГИ, 1990, с. 151.

2. Жигалов М. Л., Сакенов М. Д., Зейнуллин А. А. Методика обоснования технологических схем добычи с порционной предконцентрацией на различных уровнях рудопотоков// Тез. докл. Респуб. науч.-техн. конф.—Джезказган, ДФ КарПТИ, 1990, с. 7.

3. Жигалов М. Л., Сакенов М. Д. Исследование изменчивости качества блокового рудопотока для разработки технологии подземной добычи с радиометрической мелкопорционной предконцентрацией руд вблизи очистных забоев. Депо-нир. МГИ, 1992, № 27/9—23—2, 3 с.

Подписано в печать 12.01.1993 г. Формат 60X90/16 Объем 1,0 печ. л.+ 5 вкл. Тираж 100 экз. Заказ № 99.

Типография Московского горного института. Ленинский проспект, д. 6