автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Оптимизация систем рудопотоков на горнообогатитиельных предприятиях АО "Жезказганцветмет"

Р Г Б ОД 1 о АПР 1935

На правах рукописи УДК 622.272:622.34 ШАЛЬТЫКОВА Ракета Музаровна

ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМ РУДОПОТОКОЗ НА ГОРИООБОГАТИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ АО „ЖЕЗКАЗГАЙЦВЕТМЕТ"

Специальность 05.15.02 — «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1995

Работа выполнена в Московском государственном горном университете.

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. БАРАНОВ А. О. Официальные оппоненты: докт. техн. наук, проф.. ПЕТРОСОВ А. А., канд. техн. наук, ст. науч. сотр. ГАЛЬПЕРИН В. Г.

Ведущее предприятие — институт «Гипроцветмег». Защита диссертации состоится « № » 1995 г.

в . час. на заседании диссертационного совета К-053.12.02 Московского государственного горного университета по адресу: И7935, ГСП, Москва, В-49, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « » 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

канд. техн. наук, доц. КОРОЛЕВА В. Н.

ОБщнЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РА50ТЫ

Актуальность работы. Качество минерального сырья влияет на сортность и цену конечной продукции и показатели эффективности работы горнообогатительных предприятий. При этом важен не только уровень качественных характеристик, но и степень их изменчивости во времени. Изменчивость качества зависит от геологических, горнотехнологических, организационных и других факторов, тесная взаимосвязь и своеобразие которых на каждом конкретном предприятии обуславливается его технологической схемой, объединяющей процессы отбойки, выпуска, доставки, транспортирования, складирования и отгрузки руды потребителю.

Жезказганское полиметаллическое месторождение является одной из основ сырьевой базы Республики Казахстан, крупнеишим потенциальным источником валютных поступлении в бюджет государства. Существующая на рудниках АО'Жезказганцветмет'' структура рудопотоков характеризуется многоступенчатой, весьма разветвленной схемой Формирования качества руд. Качество рудопо-тока, поступающего из каждой шахты на обогатительную Фаорику, Формируется в результате его трансформации при его отбойке, доставке, перепуске по рудоспускам, в автомобильном и железнодорожном транспорте, в подземных и поверхностных бункерах, бункере обогатительных Фабрик.

Учитывая сложную структуру рудопотоков, существующие отличия в качестве и сортности геологических запасов руд на различных рудниках АО'Жезказганцветмет', наличие нескольких перерабатывающих предприятий и широкую номенклатуру продукции (концентратов), оценка усреднительного воздействия технологических звеньев рудопотоков на качественные характеристики рудной массы, выход конечной продукции и оптимизация на этой основе системы рудопотоков в целом является актуальной.

Целью работы является установление зависимостей качества продукции обогатительного передела от параметров рудопотоков и воздействия на них звеньев технологических схем рудников для оптимизации на этой основе систем рудопотоков в масштаее объединения.

Идея работы заключается в исследовании изменчивости качественных показателей рудопотоков на всех стадиях технологического процесса - от добычи до обогатительного передела.

- 1 -

Научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна:

- многофакторные зависимости показателей обогатительного передела на различных Фаориках от качественных характеристик перерабатываемой рудной массы, отличающиеся учетом параметров ру-допотока;

- коэффициент усреднения на участке технологической схемы рудника от подземного дробильно-перегрузочного комплекса до бункера на поверхности пропорционален вместимости подземного бункера ;

- оптимизация системы рудопотоков в масштабе объединения по критерию максимума прибыли от реализации концентратов, отличающаяся учетом исходных качественных характеристик руды в массиве, и усреднительных возможностей различных технологических звеньев рудопотоков и их влияния на результаты ооогати-тельного передела.

достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается значительным объемом проанализированного статистического материала (свыше 15 тыс.данных) и удовлетворительной сходимостью эмпирических и Фактических результатов (расхождение не более 10-15*).

Научное значение работы заключается в выявлении влияния качественных характеристик рудопотока на результаты обогатительного производства и определении усреднительных возможностей различных звеньев рудопотоков.

Практическое значение диссертации заключается в разработке генеральной схемы рудопотоков горнообогатительных предприятии нй леэказганцветмет ' и в выработке,рекомендации по оптимизации структуры и параметров этой схемы, а также по созданию в насштаье объединения автоматизированной системы управления качеством продукции.

Реализация выводов и рекомендаций работы, разработанные в диссертации рекомендации по оптимизации структуры и параметров генеральной схемы рудопотоков и созданию системы управления качеством использованы на АО"Жезкаэганцветмет" при разработке технических заданий.

Апробация работы. Основное содержание работы и ее отдельные положения докладывались и получили одобрение на техническом совете АО"Жезказганцветмет" (г.Жезкаэган, 1994г.), на

- 2 -

научных семинарах кафедры "Технология, механизация и организация подземной разработки рудных месторождений" Московского государственного горного университета (г.Москва,19Э2-1954гг.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 2 статьях.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на £6 страницах машинописного текста, содержит -^таблиц,рисунков, список литературы из f-f наименований и ^приложении.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Главной задачей горнодобывающих предприятий является обеспечение народного хозяйства необходимым сырьем, наиоолее подготовленным к последующей переработке. Одно из основных требований, предъявляемых потребителями к минеральному сырью, является стабильность его качественного состава. С точки зрения горного производства под стабилизацией качества руды понимают процесс обеспечения той или иной степени качественной однородности добываемой руды в диапазонах, целесообразных в технико-экономическом отношении, путем регулирования технологических процессов и проведения соответствующих организационно-технических мероприятий на различных этапах добычи, транспортировки и переработки сырья.

Большую роль в создании теории и развитии практики стабилизации качества сырья на горнодобывающих предприятиях сыграли исследования академиков АН СССР Агошкова H.H..Мельникова Н.Б., Ржевского Б.В., академика АЕН РФ Каплунова Д.Р., д.т.н. нзьеля Е.Й., Бастана П.П., Вызова Б.Ф., Грачева Ф.Г., Гудкова В.М, Ершова Б.В., Давидковича A.C., Ломоносова Г.Г., Петросова A.A., Школьникова н.Д., к.т.н. Арсеньева С.Я., Волошина H.H., Жигалова М.Л., Манилова H.A., Прудовского Й.Д., щупова Л.П. , эрперта A.M. и многих других ученых и инженеров.

Доказано, что основными Факторами, оказывающими влияние на Формирование качества руд, являются: геологическое строение и условия залегания залежей полезных ископаемых, вещественный состав и свойства руд, принятые системы разработки, особенности схемы рудопотока горнодобывающего предприятия.

- 3 -

дезказганское полиметаллическое месторождение приурочено к одноименной толще карбона-нижней перми, мощность которой достигает 650-660 м. Промышленные концентрации меди, свинца и цинка, связанные в основном с серыми песчаниками, образуют свыше 100 рудных залежей, преимущественно Пластовых и пласто-оораэных, крупных и иэометричных. Залежи отличаются довольно сложным внутренним строением, выраженным чередованием как в плане, так и по разрезу балансовых, забалансовых руд и вмещающих пород, что приводит при добыче к повышенным потерям или разубоживанию, а также к усложнению управления качеством рудной массы.

Основная часть лезказганского месторождения разрабатывается подземным способом. Удельный вес подземного способа добычи в общем оьъеме составляет около 50%.

Благоприятные горно-геологические условия месторождения -устойчивость вмещающих пород и руд, высокая их крепость, негазоносность и пологое залегание - обусловили широкое применение дешевых и эффективных систем с открытым очистным пространством. Более дмъ добычи руды на подземных рудниках ведется с использованием самоходного оборудования.

Подземная доьыча ведется тремя рудниками: Еосточно-Жез-казганским (шх. 57,42) - производительность 7100 тыс.т руды в год; Западно-лезказганским (шх.55,31-32) - производительность 3700 тыс.т руды в год; Южно-аезказганским (вх.65,67,45) - производительность 5700 тыс.т в год. Строятся янненскии и нк-чии-Спасский рудники.

Дооыча открытым способом ведется Северо-Жезказганским рудником, в состав которого входят Златоуст-Беловский, йк-чии-Спасскии и несколько маленьких карьеров с суммарной производительностью 4500 тыс.т руды в год.

,На действующих шахтах применяются две системы разработки: камерно-столбовая (62%) и камерная с закладкой выработанного пространства (18Х).

На трех обогатительных фабриках, действующих в системе объединение, перерабатываются медные и комплексные руды. Конечным продуктом переработки являются товарные концентраты: медный, свинцовый и цинковый.

Управление качеством на АО"Жезказганцветиет" ведется главным образом на уровне рудников. Основными методами форми-

4 -

рования требуемого качества в руд©потоках являются усредни-тельные:

- внутрирудничное усреднение на базе перспектигного, текущего и оперативного планирования добычи из панелей с разным качеством руд;

- естественное усреднение, происходящее в процесса пергмещения от забоя до обогатительной фабрики в навалах отбитой руды в панелях, при транспортировке из панелей до участковых рудоспусков, в рудоспусках, в вагонах подземного и поверхностного транспорта, в подземных и поверхностных бункерах, в складах товарной руды на поверхности и бункерах обогатительных Фабрик.

Достаточно очезидно, что конечные результаты стабилизации качества будут тем лучше, чем эффективнее она осуществляется на возможно более ранних этапах рудопотока. С этой точки зрения перспективными представляются разделительные процессы управления качеством (внутрипанельные и межпанельные усредни-тельные склады, подземная предконцентрация и рудосортировка), которые в настоящее время проходят опытно-промышленную проверку и технико-экономическую оценку на рудниках АО'лезказганц-ветмет". Разделительные процессы управления качеством, как следует из предварительных оценок, способны существенно повлиять на стабилизацию качества в отдельных звеньях рудопотока и в пределах технологической схемы рудника в целом.

Однако объективно неизбежные и динамичные во времени отличия в исходном качестве минерального сырья на различных рудниках, снабжающих рудной массой существующие обогатительные Фабрики, требуют реиения задачи обеспечения максимальной эффективности работы объединения на макроуровне.

Поэтому в настоящей работе поставлены следующие задачи исследований:

- анализ существующих систем рудопотоков на рудниках ЙО. "Жез-казганцветмет";

- разработка генеральной схемы рудопотоков,определение узлов трансформации качества в ней;

- установление зависимостей показателей обогатительного передела на различных Фабриках от характеристик качества исходной рудной массы, поступающей с различных рудников;

- оценка усредиительных возможностей технологических схем рудников;

- разработка методики оптимизации параметров системы рудопотоков в масштабе объединения.

Поскольку аналитическое описание трансформации качества рудной массы в различных звеньях реально существующих технологических схем затруднительно,в качестве основных в настоящей работе приняты статистические методы исследований.

■Технологическая схема рудника представляет собой систему горных выработок и оборудования и специальных устройств, рациональное взаимодействие которых позволяет достигнуть треъуемых технико-экономических показателей. На крупных горнообогатительных предприятиях технологические схемы рудников целесообразно рассматривать как составлявшие генеральной технологической схемы добычи и переработки руды в рамках данного комбината или объединения. Особенно это важно в случае, если на комбинате (объединении) имеется несколько обогатительных фабрик, обслуживающих разные горнодобывающие предприятия (шахты, карьеры), с которых поступает руда различных качества и сортов. Именно такое положение имеет место в АО'Жезказганцвет-мет".

Существуюоая на рудниках йО'Жезказганцветмет" структура рудопотоков характеризуется многоступенчатой, весьма разветвленной схемой Формирования качества руд. Качество добытых руд каждой из шахт рудника, направляемых на обогатительную Фабрику, Формируется в результате слияния единичных потоков в рудоспусках, транспортных средствах и бункерах шахты. Уровень качества устанавливается на рудниках по данным детальной и эксплуатационной разведок,бороздового опро&ования и исследований шлама буровзрывных скважин.

Отбитая рудная масса из панелей автомобильным транспортом доставляется к участковым перепускным рудоспускам, далее локомотивным транспортом в дробильно-перегрузочный комплекс, подземный бункер, дозаторную и скиповым подъемом подается в поверхностный бункер. На обогатительные Фабрики руда поступает в 100-тонных полувагонах в составах из 13-16 вагонов. Качество отбитой рудной массы опробуется, как правило, только в вагонах, в околоствольных дворах, далее перед загрузкой составов из бункеров на поверхности и, наконец, на входе в обогатительную фабрику (рис.1).

Так как обогатительные фабрики обслуживают несколько руд-

Рем - сменное количество, вагонов, поступаюдих на бункер ОФ. Рис. 2. Характерные колебания качества во входном рудопотоке на обогатительные Фабрики.

ников, то поступающая на обогатительный передел рудная масса имеет разное качество и количество. Характерные примеры колебания качества рудной массы во входном рудопотоке на обогатительные фабрики показаны на рис.2. Входной гудопоток сформирован на базе реальных сменных замеров содержания пс рудникам методом случайной повагонной выборки с помоаью гечератора псевдослучайных чисел. Анализ показывает, что, во-первых, ру-допоток, поступающий на обогатительные фаорики, крайне неравномерен (количество вагонов в смену - от 50 до 150) и, во-вторых, качество рудопотока характеризуется высокой колеблемостью (отклонение текущего содержания от среднего достигает 22 %).

Колебания качества рудной массы отрицательно сказываются на конечных показателях обогатительного передела. Для количественной оценки колебаний качества используют понятия и характеристики математической статистики, теории вероятности и теории случайных Функций. Степень изменчивости принято оценивать среднеквадратичным отклонением ( € ), которое лает представление не только об амплитуде, но и о вероятности отклонений показателей от среднего значения содержания металлов в руде.

Одними из основных показателей работы обогатительного производства являются извлечение и содержание полезных компонентов в концентрате. На эти показатели воздействуют самые различные Факторы: содержание полезных и вредных компонентов и степень их изменчивости, текстурные свойства, крепость, влажность руд и др. Оценка каждого из этих воздействий не всегда возможна. Поэтому в данных исследованиях еыла сделана комплексная ,оценка влияния на извлечение и содержание в концентрате основных полезных компонентов двух главных факторов:среднего содержания металла в сырой руде нр и степени его изменчивости в рудопотоке й .

Таким оьразом, речь идет о получении многофакторнои завис, (мости. Одним из наиболее распространенных методов, используемых для этого, является метод Брандона. В соответствии с ним зависимость представляется в виде произведения ряда Функций, число которых равно числу исследуемых Факторов.

ннализ взаимозависимости технологических показателей работы обогатительных Фабрик и качественных характеристик исходной руды производился на основании ежесменной статистическом

- 9 -

а)

А«

4(7 38 20

А _______

/а-

44 <0 1£ 2.2 Л^

$0 85 80

ь/ V * ^/Л

/у

0 я?

Ак=2б. 09 Ар'О. 48 б~(-0.17); (90.42-6.85 / Ар) б"(-0. 03)

К

Л?

ш го

йа

. А

ф> 1-

у

■

ол <<5> & 2£

Ак-28. 41 Ар"О. 76 б'4О.

€ я>

го

?х> ео а

£

£-(83.64-9.24 / Ар) б"(-0. 02)

Рис. 3. Заьиеимость извлечения (£) и содержания меди в концентрате (Лк) от содержания в руде (Ар) и среднеквадратичного отклонения £ : а) ОФ N1; б) ОФ N2

АХд32.72 Ар "О . 28 «-(-0.П); = (4Й . 44-7 . 1 Я ./ Ар) ПВ) :

Ак=34.68 Ар'0.13 б*(-0 1 1); «£^ = (35.71-2.12 / Ар) б'(-0 091.

Рис,4. Зависимость, извлечения (£) и содержании металгз в концентрате (Ак) от содержания в руде (Ар1 и сГ"=Ди^''"вэ тичного отклонения б на ОФ МЗ

отчетности за типичным месяц работы но лезказганцветкет . в процессе исследований с использованием типовои компьютерной программы бъ&гвгах обработано свыше 15 тыс. статистически* показателей. ,

6 качестве единичного интервала времени принималась смена, показатель колеблемости качества - внутрисменное среднеквадратичное отклонение держания полезного компонента в руде от среднесменного значения.

о результате получены зависимости содержания в концентрате основных полезных компонентов (нк) и их извлечения в концентрат С £ ) при обогащении разных типоз руд на каждой из трех обогатительных фабрик СОФ) нО'Жезказганцветмет (рис.3,4).

Янализ полученных зависимостей показывает следующее:

1. О точки зрения содержания в концрнтрате (качество концентрата), наиболее чувствительна к содержанию меди в руде, поступающей на обогащение, технологическая схема Оф N2, наименее чувствительна - 04 N3 . С другой стороны, на ОФ N2 получают концентрат с самым высоким содержанием меди, а на ОФ КЗ - с самым низким.

2. Содержание меди во входном рудопотоке в наибольшем степени влияет на извлечение металла в концентрат также на 0$ N2, в наименьшей - на ОФ N1. Однако при этом на ОФ N1 извлечение, как правило, выше 60-85%, тогда как на ОФ N2 может быть ниже 75- 70* .

3. Колебания содержания меди во входном рудопотоке - один из главных Факторов, определяющих качество концентрата. Так, при увеличении среднеквадратичного отклонения содержания меди в руде с 0.02 до 0.12 содержание меди в концентрате снижается на 0Ф Н1, Оф и'2 и ОФ «3 соответственно в 1.10 г 1.35; 1.05 г 1.25; 1.07 т 1.45 раза. Примерное снижение извлечения меди в концентрат происходит соответственно в 1.05; 1.05; 1.1 раза.

4. На показатели производства свинцового и цинкового концентрата на 'ОФ N3 также наибольшее влияние оказывает среднеквадратичное отклонение содержания металла во входном рудопотоке. Однако это влияние меньше, чем при получении медного концентрата.

Нз полученных зависимостей можно сделать вывод, что технологические процессы обогащения протекают тем эффективнее, чем стабильнее качественные характеристики входного рудопото-

- 12 -

ка. Таким образом, для уменьшения колеоанин качества необходима стабилизация качества рудопотоков, поступающих на обогащение во всех звеньях технологическом схемы горнооеогатитель-ного предприятия.'

Изменение качественной однородности руды, т.е. степень стабильности ее качества, оценивается коэффициентом усреднения. Коэффициент усреднения показывает, во сколько раз умень-оилось среднеквадратичное отклонение содержания контролируемого компонента в рудной массе после проведения мероприятий по ее усреднению. Этот показатель дает возможность определять степень влияния отдельных звеньев технологической цепи на общий уровень стабильности качестьа.

Для установления указанных коэффициентов в данной работе была изучена усреднительная возможность в технологической цепи "массив - обогатительная Фабрика". Среднеквадратичные отклонения в массиве (6„), поверхностном транспорте (бв), на обогатительной Фабрике (€0 ) были получены при обработке статистических данных.

Среднеквадратичные отклонения в рудничном рудопотоке получены аналитическим путем. Б основу расчета положена методика Д.Р.Каллунова - И.й.Манилова. Выдаваемая рудная масса с средним содержанием нрв! представляет собой смесь руд всех действующих забоев. При их объединении происходит смешивание и формируется новая случайная величина содержания йрп (ка рудоспуска х) и Арп (на подземном бункере пахты) в суммарном рудопотоке.

Установленные таким образом значения среднеквадратичных отклонений содержания металла в руде, поступающей на обогащение, дают возможность выявить усредняющую способность всех звеньев технологической цепи "массив - рудник - поверхностный транспорт - обогатительная Фабрика". Общий же коэффициент усреднения в цепи "массив - ОФ" равен либо произведению кофф::-циентов усреднения отдельных звеньев этой цепи, либо отношению среднеквадратичных отклонений . в массиве и на ОФ. Результаты расчетов приведены в таблЛ.

На основании данных табл.1 видно, что усреднительная возможность на участке технологической схемы рудника от массива до поверхностного транспорта наибольвая.

- 13 -

Таблица 1

Усреднительные возможности участков рудопотоков в технологической цепи массив - ОФ"

Участки технологической цепи

~ 1 |Общий (коэфф.

шах- (Массив та |

1 ег„

Выход | - |Бункер) |Бункер| |усред-иэ р-ка| би/бр|иа пов • ОФ ¡б^/'б^ ¡нения

5Р |

I 1 к*

57 ¡0.5626 ¡0.3611 | 1.47 |0.3085| 1.2410.255211.19 | 2.17

11111 55 ¡0.4045 ¡0.2663 | 1.41 |</.2452| 1.17¡й.¿369{1.04 | 1.72

11111 65 |0.4311 ¡0.2569 | 1.66 |0.2049( 1.2510.1701¡1.20 | 2.53

I I 111111

67 ¡0.5342 ¡0.4710 | 1.13 |0.3660| 1.29]0.3021|1.21 | 1.76 -I-1-1-1_и

Степень изменчивости качества .во входном рудопогоке на ооогатительную Фабрику , влияющая на качество и количество получаемого концентрата, зависит, во-первых, от числа рудников, снаъхаюцих фабрику рудной массой, и количества поставляемой им руды. Во-вторых, она зависит от изменчивости качества в каждом из единичных рудопотоков, которая в св^ю очередь определяется как исходным качеством добываемой руды, так и усреднительными возможностями технологической схемы каждого из рудников.

Поскольку технологические схемы рудников объединения весьма схожи, есть возможность на основе имеющегося статистического материала оценить усреднительные возможности как отдельных участков, так и в целом технологических схем, чтобы использовать эти данные для прогнозирования результатов обогащения по объединению при различных параметрах генеральной схемы рудопотоков. Ь качестве исходных данных для этого использованы геолого-маркшейдерские данные по содержанию металлов в исходных рудах, плановое распределение добычи по забоям на каждом руднике в исследуемый период времени, а также статистические данные по среднесменному содержанию металлов в добытой рудной массе в поверхностных бункерах.

- 14 - -

Анализ полученных результатов подтверждает, что основной эффект усреднения достигается на отрезке рудопотока от заьоя до погрузки в подземный транспорт из участкового рудоспуска, этот эффект тем в&ше, чем больше забоев работает на данный рудоспуск; коэффициент усреднения составляет на данном участке в среднем 1.4 7 1.7. Усреднительный эффект может оыть увеличен и за счет соответствующего подбора параметров и режимов эксплуатации рудоспусков и за счет использования разделительных процессов управления качеством в призабоиной зоне.

Установлено также, что заметный усреднительный эффект (коэффициент усреднения до 1.3) достигается на участке рудопотока от подземного опрокида через подземные дробилки и бункера, скиповой подъем до бункера на поверхности, эти узлы технологических схем Фактически стандартны для всех рудников, что позволяет с достаточной точностью установить зависимость коэффициента усреднения на данном участке от определяющего параметра - вместимости подземного бункера как усреднительной емкости.

Данная зависимость имеет вид Ку а а • У5 ,

где Уд- вместимость подземного бункера , тыс.т;

а - эмпирический коэффициент, а = 0.69 ^ 0.57.

Коэффициент усреднения пропорционален вместимости бункера и изменяется от 1.17 до 1.29 при увеличении ее от 1.5 до 2.5 тыс. т.

Результаты исследований показывают, что усреднительные возможности технологических схем рудников могут быть увеличены, но тем не менее они ограничены. Поэтому существенным резервом улучшения качественных характеристик поступающей на переработку рудной массы может быть их регулирование на макроуровне, т.е. в рамках генеральной схемы рудопотоков объединения. Цель подобного регулирования - выбор такого распределения поставок руды с каждого рудника на каждую из о&огатителышх Фаърик, при которой достигаются наилучшие показатели в иолом по системе (по объединению). При этом возможно перераспределение объемов дооычи по рудникам и количества перерабатываемой руды по обогатительным Фабрикам в сравнении с существующими

- 15 -

планами.

Учитывая то, что две основные обогатительные фабрики К1 и N2 расположены практически рядом, разниц в суммарных расходах на транспорт руды от рудников до 0<$ при разных вариантах распределения объемов доьычи между ними будет невелика, и в укрупнен!,ых расчетах ею можно пренебречь.

Гаким образом, планирование оптимальных параметров системы рудопотоков может оыть сведено к решению типичной распределительной задачи линеиного программирования.

Изменение ооъемов добычи на рудниках против плановых будет сказываться на ее себестоимости. Но можно предположить, что удорожание дооычи на рудниках, производительность которых должна быть снижена, компенсируется ее удешевлением на других рудниках, производительность которых возрастет. Поэтому, на наш взгляд, в качестве вполне адекватного критерия оптимизации может сыть принята суммарная прибыль от реализации полученных концентратов соответствующего качества.

Рассматриваемую распределительную задачу, решаемую с помощью симплекс-метода, можно сформулировать следующим образом.

Имеется 1 рудников, поставляющих руду на J обогатительных

Фабрик. Производительность каждого рудника Р1 где -

г-<

объем поставок с 1.-го рудника на З-ю обогатительную фабрику, причем и < Р1 < РХвах. Аналогично производительность каждой обогатительной фабрики и 0 < й,] < й^тах.

Требуется найти такую оптимальную схему распределения рудопотоков, при которой суммарная прибыль от реализации концентратов будет максимальной:

По = ^ Поф.3 ---> шах.

Здесь ПоФЗ - прибыль, получаемая от реализации концентрата на з-й обогатительной Фабрике.

Пофл = 2 Ку1 £ Ри Цои / 100, Л/

где Api - среднее содержание металла (%) в рудопотоке, поступающем с i-ro рудника на j-ю обогатительную Фаерику; Kyi - общий коэффициент усреднения 1-го рудника; £ - извлечение металла в концентрат, определяемое по зависимостям (рис.2); ííoij - оптовая цена за металл в концентрате, получаемый на j-и обогатительной Фабрике из руды i-ro рудника.

Величина íloij в соответствии с мировом практикой составляет обычно 4Ö-6Ö % оптовой цены металла и примерно пропорциональна его содержанию в концентрате, которая зависит от Api и fii и определяется по зависимостям (рис.2).

Б-свою очередь Api и ffi определяются по изложенной выше методике с учетом исходного содержания металла в руде различных заооев и планового объема доьцчи в каждом из них.

При реализации представленной методики оптимизации параметров системы рудопотоков в масштабе объединения для исследуемого периода времени с использованием реальной статистической отчетности выявлено, что технико-экономические показатели работы объединения могут ьыть существенно улучшены за счет оптимального планирования работы рудников и обогатительных фаорик. Так, для реальных данных одного из дней рассматриваемого периода (июнь iS53r.) только за счет оптимизации параметров системы рудопотоков прибыль объединения (в условных единицах) могла быть увеличена на 11% и составила 120 тыс.» Ü5A.

На оазе результатов исследований возможно создание автоматизированной системы управления (АСУ) рудопотоками в масштабе объединения, цель которой - разработка оперативных суточных планов добычи на рудниках и оптимального распределения добываемой руды между обогатительными Фабриками.

Алгоритм действия предлагаемой АСУ следующий. На первом этапе на основе геолого-маркшейдерских данных о качестве руд в готовых к выемке панелях определяется с помощью симплекс-метода оптимальное распределение добычи (в долях единицы) между забоями на каждом участке всех действующих рудников, обеспечивающее получение рудной массы с плановым средним содержанием металла. На втором этапе по изложенной в настоящей работе методике устанавливаются параметры единичных рудопотоков Api и Si. На третьем этапе решается в предлагаемой нами постановке распределительная задача и по ее результатам определяются оптимальное количество перерабатываемой рудной массы, ее расп-

- 17 -

ределение между обогатительными фабриками и объем поставок руды на каждую из них со всех действующих рудников. На последнем, четвертом этапе, исходя из требуемого объема добычи по каждому из рудников, устанавливается его распределение между конкретными заооями с использованием результатов первого этапа, т.е. Формируется сутйчмый план дооычи по рудникам.

Затраты на создание '»редлагаемой АСУ относительно невелики, поскольку она может базироваться на персональных компьютерах, установленных на рудниках и Объединенных в сеть с центральным компьютером, производящим обработку поступающей с рудников геолого-маркшейдерской информации, вырабатывающим оптимальные оперативные планы и передающим их на места в виде директивных плановых документов. Экономический же эффект по объединению может быть весьма значительным.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ь диссертации дано новое решение актуальной для горнорудной промышленности научной задачи, • состоящей в установлении зависимостей качества продукции обогатительного передела от параметров рудопотоков и воздействия на них звеньев технологических схем рудников, поэЬоляющей на этой основе оптимизировать параметры системы рудопотоков в масштабе объединения.

Основные научные результаты, выводы и рекомендации сводятся к следующему:

1. Б результате анализа существующих систем рудопотоков была разработана генеральная схема рудопотоков на горноооога-тительных предприятиях АО"Жезказганцветмет", позволяющая определять узлы трансформации качества в ней.

2. Установлено, что рудопоток, поступающий на обогатительные Фабрики, крайне неравномерен (количество вагонов в смену от 50 - 150), качество рудопотока характеризуется высокой колеблемостью ¡отклонения текущего содержания от среднего достигают 22%).

3. Установлены многофакторные ' зависимости показателей обогатительного передела (извлечения и содержания металла в концентрат) на различных Фабриках от качественных характеристик перерабатываемой рудной массы (содержания металла в руде и среднеквадратичного отклонения). Колебания содержания ме-

- 16 -

ди во входном рудопотоке - один из главных Факторов, определя-щих качество концентрата. Так, при увеличении среднеквадратичного отклонения содержания иеди в руде с 0.02 до 0.12 содержание меди в концентрате снижается на Оф Hi, 04 N2 и ОФ N3 соответственно в 1.10 т 1.35; 1.05 г 1.25! 1.Ö7 7 1.45 раза. Примерное снижение извлечения меди в концентрат происходит соответственно в 1.05; 1.05; 1.1 раза.

4. Установлена усреднительная возможность в технологической цепи "массив - обогатительная Фабрика":

- наибольший эффект усреднения достигается на отрезке рудопо-тока от забоя до погрузки в подземный транспорт из участкового рудоспуска и составляет в среднем 1.4 ~ 1.7;

- коэффициент усреднения на участке технологической схемы рудника от подземного дробильно-перегрузочного комплекса до бункера «а поверхности пропорционален вместимости подземного бункера и изменяется от 1.17 до 1.25 при увеличении ее от i.5 до 2.5 тыс.т.

5. Разработана методика оптимизации системы рудопотоков в масштабе АО'Жезказганцветмет' по критерию максимум прибыли от реализации концентратов, отличающаяся от известных учетом исходных качественных характеристик руды в массиве, усредни-тельных возможностей различных технологических звеньев рудопотоков и их влияния на результаты обогатительного передела. Внедрение данной методики позволяет увеличить прибыль по объединению;' ожидаемый экономический эффект от внедрения рекомендаций по оптимизации системы рудопотоков составляет 120 тыс $ USA.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Баранов й.О., Вадьтыкова P.M. Исследование влияния характеристик рудопотоков на показатели обогатительного передела в системе АО 'Жезказганцветмет' .-Деп. в МТУ. Справка о депонировании H27/S-15S,1604г.

2. Еальтыкова Р.Н. Оценка эффективности и перспектив использования методов управления качеством рудопотоков в системе горнообогатительных предприятий АО'Жезказганцветмет'.-Деп.в НГГУ. Справка о депонировании N27/3-157,1Эй4г.

- 1S -