автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.02, диссертация на тему:Технология добычи некондиционных руд с радиометрической предконцентрацией рудной массы в выработанном пространстве

ЦП

Государственный комитет Российской Федерации по высшему образованию

Московский государственный горный университет

На правах рукописи ВЕСЕЛОВ Олег Леонидович

УДК 622.34 : 622.272 : 543.52(043.3)

ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ НЕКОНДИЦИОННЫХ РУД С РАДИОМЕТРИЧЕСКОЙ ПРЕДКОНЦЕНТРАЦИЕЙ РУДНОЙ МАССЫ В ВЫРАБОТАННОМ ПРОСТРАНСТВЕ

Специальность 05.15.02 — «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1993

Работа выполнена в Московском государственном горном университете.

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

Официальные оппоненты: докт. техн. наук, проф. ПЕТРОСОВ А. А., канд. техн. наук, зав. ла'б. ГАЛК'ИН В. А.

Ведущее предприятие — Государственный институт по -проектированию-предприятий цветной металлургии« «Гипроцвет-мет». ,

В . . . т. с1 ч^. ххи ии^^диипп ^11сцаа«1шл1^иии1ши1 и у^ии^ 1 а

К-053.,12.02 в Московском государственном горном университете по адресу: 117935, Москва, В-149, Ленинский проспект, 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Ученый секретарь специализированного совета

Автореферат разослан

1993 г.

канд. техн. наук КОРОЛЕВА В. Н.

\

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТША РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В пределах шахтных полей, действующих рудников, как правило, находятся значительные запаси забалансовых (некондиционных^ руд, которые можно рассматривать как важный резерв расширения сырьевой базы месторождения, получения дополни- . тельного количества металла, продления срока службы рудников.

» При отработке некондиционных запасов руд в рудную массу попадает значительное количество пустых пород, что приводит к снижению содержания полезных компонентов в рудной массе ниже установленных кондиций. При этом затраты на добычу, транспортировку и переработку на обогатительной фабрике (0Ф> рудной массы, разубоженной пустыми породами, не окупаются извлекаемой ценностью металла. Очевидно, что для промышленного освоения части некондиционных запасов руд необходима такая технология, которая позволит снизить влияние вышеперечисленных отрицательных факторов на . процесс добычи и переработки рудной массы, например, технология с радиометрической предкон-центрапией рудной массы, осуществляемая в подземных условиях.

К настоящему времени разработаны и оценены технологические схемы с крупнопорпионной и мелкопорционной предконцектрацией рудной массы вблизи очистного пространства. Однако эти способы предкониент-рации имеют"низкие показатели яородоотделения.

Наиболее эффективным С позиции поредоотделения является способ покусковой радиометрической предконцентрации рудной массы, который применяют'в основном при обогащении руд. Для подземной добычи руд такие технологические схемы не разработаны. Поэтому обоснование и разработка технологии добычи некондиционных руд с покусковой радиометрической предконцектрацией рудной массы в выработанном пространстве, позволяющей включить в промышленную отработку часть некондиционных запасов месторождения является актуальной научной задачей.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ - установление зависимостей прогнозных показателей покусковой радиометрической предконцентрации рудной массы от горногеологических условий для разработки технологии подземной добычи, обеспечивающей эффективное извлечение части некондиционных запасов руд на действующих горнодобывающих предприятиях.

ИДЕЯ РАБОТЫ заключается в использовании принципа покускового радиометрического разделения рудной массы в выработанном пространстве.

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, РАЗРАБОТАННЫЕ ЛИЧНО СОИСКАТЕЛЕМ,-И ИХ НОВИЗНА: '

- впервые разработаны и систематизированы технологические схемы подземной до&гчи руд с предконцентрацией рудной массы в. выработанном пространстве при камерно-столбовой и сплошной системах разработки;

- зависимости прогнозного содержания металла в предкониентрате и выхода предконцентрата от мощности прослоев пород, содержания полезного компонента в прослоях пород и рудной массе, отличающиеся учетом параметров новых технологических схем;

- доказана возможность снижения минимальной выемочной мощности залежей на 40-50% и обеспечения прироста запасов месторождения на 10-15$ при использовании технологии с покусковой радиометрической предкониентрапией рудной массы в выработанном пространстве.

ОБОСНОВАННОСТЬ И ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧ1ЫХ ПОЛОЖЕНИЙ, ВЫВОДОВ И РЕКОНМЕНДАЩЙ ПОДТВЕРЖДАЕТСЯ анализом научных материалов и литературных источников, аналитическими и экспериментальными исследованиями процесса рентгенорадиометрической предконцентрации рудной массы, удовлетворительной сходимость® аналитических и экспериментальных исследований (расхождение не превышало 15-20^1.

НАУЧНОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ заключается в установлении зависимостей содержания металла в предконпентрате и выхода предконцентрата от горно-геологических условий для новых технологических схем подземной добычи руд с предкониентрапией рудной массы в выработанном пространстве.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ШАЧЕНИЕ РАБОТЫ заключается в разработке вариантов технологических схем подземной добычи некондиционных руд с покусковой радиометрической предкониентрапией рудной массы в выработанном пространстве при камерно-столбовых и сплошных системах разработки, а также усовершенствовании методики прогнозирования технико-экономических показателей добычи руд технологией с покусковой предкониентрапией рудной массы и разработке экономико-математической модели.

РЕАЛИЗАЦИЯ ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИЙ. Результаты исследований и усовершенствованная методика прогнозирования технико-экономических показателей технологии с покусковой радиометрической предкониентрапией рудной массы в выработанном пространстве использованы институтом ИПКШ РАН при формировании возможных вариантов технологических схем, определении области и перспектив их применения на действуютих гортодобывагщюс предприятиях.

-г-

АПРОБАЦИЯ' РАБОТЫ. Основное содержание работы и ее отдельные положения докладывались на технических советах в НПО "Джезказгад-цветмет" (Джезказган, I99I-I993 ir. ), на Международной научно-технической конференции "Экологические проблемы горного производства" (Москва, 1993 г.), на научно-технических семинарах кафедры "Техноло- -гия, механизация и организация подземной разработки рудиМосковского государственного горного университета (Москвь, I9SI-I993 гг. ).

'ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликованы 4 статьи.

ОБЪЕМ.РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит страниц машинописного текста, рисунков, , таблиц список литературы из. наименования, приложение.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЕАНИЕ РАБОТЫ

К настоящему времени доказана принципиальная возможность и целесообразность предконцентрации радиометрическими методами руд черных, цветных и редких металлов.

Под предконценграцией (породоотделением) понимается совокупность производственных процессов и мероприятий, направленных на повышение содержания полезных компонентов в отбитой рудной массе до ее обогащения способами, исключающими ее переизмельчение менее 1,0 ш.

Подземной предконцентрации посвящены работы Абрамова В.Ф., Борисенко С.Г., Жигалова М.Л., Кармазина В.П., Кармазина В.В., Ломоносова Г.Г., Посика Л.Н. и других ученых. В работах перечисленных авторов рассмотрены вопросы применения различных способов предконцентрации в условиях горнорудных предприятий.

Теоретическим основам радиометрических методов и созданию аппаратуры для сортировки руд посвящены работы Архилова O.A., Крапив-ского'Е.П., Лемана Е.П., Лилеева В.А., Мокроусова В.А., Ревнив-цева В.И., Татарникова А.П., Федорова ГО.О. и других

. ' Как показывает обзор практики и анализ научно-исследовательских работ в области предконцентрации,подобная технология позволяет без больших материальных затрат значительно повысить содержание полезных компонентов в исходной рудной массе, уменьшить затраты на подъем, транспортировку и обогащение добытой рудной массы, складировать отходы предконцентрации в выработанном пространстве.

Согласно, классификации существуют три основных способа предконцентрации: крупнопорционная, мелкопорционная и покусковая. Наиболее эффективной с позиции разделяющей способности (т.е. отделени руда

от пустой породы), является похусковая предконцентрания на основе радиометрических методов сортировки. Для покусковой предконцентра-ции созданы сепараторы как зарубежного, так и отечественного производства, позволяющие выделять до 80% пустых пород из рудной массы и, таким образом, повышать содержание в исходной рудной массе в 1,5-2,5 раза. Установлено, «то на радиометрических сепараторах могут перерабатываться практически все типы руд. .

Такие сепараторы применяют на зарубежных и отечественных карьерах и обогатительных фабриках, случаи использования радиометрических сепараторов в подземных условиях не известны. Однако существует ряд научных исследований и проектов применения технологии с пред-коннентрацией рудной массы на месторождениях железных руд в под- . земных условиях. . .

Согласно классификации способов предконцентрании по месту реализации процесса породоотделения, разработанной проф.-Ломоносовым Г.Г., наиболее эффективным и требующим минимальных затрат является способ предконцентраши вблизи очистного пространства. Этот способ представляет особый интерес при разработке месторождений камерно-столбовой и сплошной системами разработки.

Так, например, на Джезказганеком месторождении существует большое количество отработанных камер, которые могут быть использованы в качестве производственных помещений для установки комплексов оборудования и осуществления процесса покусковой радиометрической пред-концентрации. Однако новые технологические решения выдвигают ряд задач, связанных с выбором и опробованием метода сортировки рудной массы, разработкой возможных вариантов технологических схем с пред-концентрапией рудной массы в выработанном пространстве, определением области их применения.

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

- моделирование процесса сепарации рудной массы, поступающей на ОФ;

- изучение гранулометрического состава рудной массы после отбойки в забое и исследование распределения полезных компонентов по классам крупности;

- выбор и обоснование метода радиометрической сортировки медных, свинцовых и комплексных руд;

- разработка и систематизапия возможных вариантов технологических схем добычи некондиционных руд с предконпентрапией рудной

- Ч -

массы в выработанном пространстве при камерно-столбовой и сплошной системах разработки;

- усовершенствование методики прогнозирования технико-экономических показателей добычи некондиционных руд технологическими схемами с предконцентрацией рудной массы в выработанном пространстве и разработка экономико-математической модели;

- определение области применения технологических схем с покус-ковой радиометрической предконцентрацией рудной массы в выработанном* пространстве для условий НПО "Джезказганцветмет".

Как показали исследования качественного состава рудной массы, поступающей на обогатительную фабрику К 3 НПО "Джезказганцветмет", при высокопроизводительных системах разработки (в данном случав камерно-сголбовая система) в рудную массу попадает большое количество бедной руда и пустой породы. Это приводит к значительным материальным и трудовым затратам на перемещение пустых пород, на их дробление и обогатительный передел. '

Очевидно, что отделение части бедных руд и пустых •ород из рудо-потока, поступающего на 05-,позволило бы снизить влияние этих негативных факторов на процесс переработки руд.

Для того., чтобы увидеть; как влияет выделение бедной составляющей рудной массы на содержание полезных компонентов и объем руды_, подаваемой на ОФ, был.промоделирован процесс сепарации руды по качеству. Моделирование проводилось по суммарному содержанию меди и свинца. На основании данных опробования промоделировано девять вариантов сепарации руды по качеству. Вначале был выделен в хвоста объем руды, относящийся к самой бедной, 1-й группе качества, далее-к 1-й и П-й ., затем +1+П+Ш и т.д.

Исходя из требований к содержанию полезных компонентов в рудной массе для 05 К 3 было определено, что груттн 1-Щ нецелесообразно подавать на фабрику. Этот объем составил свыше 35$ общего объема добычи. При его выделении содержание металла в руде по сравнению о исходным повышается в 1,5 раза, а затраты на транспорт, подъем, обогатительный передел снижаются на 35-40$.

Эти исследования выявили необходимость разработки технологии, которая позволила бы отделять в подземных условиях часть рудной массы с низким содержанием металлов.

Наиболее простой способ отделения бедной части из рудопотока может быть осуществлен простым грохочением отбитой рудной массы. Ряд научно-исследовательских работ показал наличие в рудопотоках

некоторых рудников фракций отбитой руды с наиболее низким содержанием полезных компонентов. Отделение таких фракций позволяет повысить общее содержание полезных компонентов рудной массы, выдаваемой из шахты.

Для определения принципиальной возможности и эффективности применения такого метода предконцентрации было проведено изучение гранулометрического состава рудной массы после отбойки в забое и распределения полезных компонентов по классам крупности на одном из подземных рудников Джезказганского месторождения.

Анализ полученных данных показал отсутствие корреляционной связи между размером фракции и содержанием полезных компонентов. Не удалось также выявить наличие какого-то определенного класса с наиболее низким содержанием металла. Распределение полезных компонентов в выделенных фракциях является равномерным, чтд исключает возможность применения на Джезказганском месторождении технологии с отделением бедных классов путем грохочения. Следовательно, для отделения части пустых пород из рудной массы должны быть применены сепараторы, способные разделить рудопоток на два продукта по содержанию металла: предконцентрат и отходы предконцентрации.

Таким образом?необходимо было выбрать и опробовать метод радиометрической сепарации медно-свинцовых руд.

В настоящее время существует свышэ 20 различных методов радиометрической сортировки. Анализ литературных источников и научно-исследовательских работ выявил несколько основных методов радиометрической сортировки. Наибольшими возможностями при покусковой рудоеортировке и породоотделении.' обладают авторадиометрический, рентгенолшинесцентный, радиорезонансный и рентгенорэдиометрический. Из вышеуказанных методов высокой эффективностью и разрешающей способностью отличается рентгенорадиометрическнй метод.. Главным преимуществом рентгенорадиометрического метода является то, что, используя в качестве разделительного параметра признак,непосредст-ственно связанный с содержанием элементов,входящих в состав руд и пород, он обладает наибольшей селективностью разделения. Этим методом может осуществляться предконцентрация почти всех руд цветных металлов. Учитывая преимущества метода рентгенорадиометрической предконцентрации, для определения его эффективности были проведены лабораторные исследования руд Джезказганского месторождения с применением рентгенорадиометрического анализатора. Анализатор был изготовлен КБ института "Союзалмаззолотоавтоматика" по заказу

- б -

Московского горного института. Для проведения исследований на одном из рудников НПО "Джезказганцветмег" были отобраны пробы руда. Пробы отбирались из нескольких забоев с различными типами руд и были представлены медной, свинцовой и комплексной медьсодержащей рудой. Согласно условию эксперимента, проба кадцого типа руды с помощью рентганорадиометрического анализатора была разделена на три продукта: товарная медная руда, товарная свинцовая руда и отходы. Разделение осуществлялось по заданному содержанию металлов. В результате проверенного эксперимента удалось установить хорошую эффективность разделения и высокую разрешаемую способность рентгенорадиометрического метода сортировки.

Выход пустого продукта для медной руды составил 5-10$, для свинцовой - 18-12$. и Для комплексной - 35-38$. Содержание металлов в результате выделения пустых пород из исходной рудной массы, увеличилось в 1,5-2,8 раза.

По результатам исследований сделаны следующие выводы: рентгенорадиометрический метод покусковоЯ сортирозки г. -ото рассматривать как. возможный метод породоотделения для руд Джезказганского месторождения; метод ренггенорадиометрической сортировки рудной массы дает возможность значительно поднять содержание полезных ком -понентов в некондиционных рудах: для определения целесообразности применения покусковой.предконцентрации некондиционных и сильно разубоженных руд на Джезказганском месторождении необходимо провести исследования процесса сортировки руд с использованием опытного рентгенорадиометрического сепаратора.

Для определения эффективности применения технологии с покусковой рентгенорадиометричеекой предконцентрацией был проведен эксперимент по определению качественно-количественных показателей предконцентра-ции рудной массы с использованием покускового рентгенорадиометрического сепаратора, сконструированного КБ института "Союзалшззолотс-автоматика". .

Задачей сепаратора являлось выделение из исходной пробы пустой породы (бедной части рудной массы, по возможности с отвальным содержанием меди и свинца). Результаты рентгенорадиометричеекой сепарации показаны в габл.1.

Таблица I

Результаты сортировки с применением рентгенорадиометрического сепаратора

Тип руды Наимено-№ пробк вание

продукта сепарации

Выход продуктов се-парацииД

Содержание,!

меди свинца

Извлечение £

меди

свинца

Медная Ероба I

Исходный Отходы 2 Отходы I Обогащенный

100

21,5

46,0

32,5

3,5 1,010,59

0,065 0,009 0,074

9,28 0,09

100 6,2 7,6

85,2

Свинцовая Исходный 100 руда Отходы 2 . 20 Проба 2 Отходы I 20 Обогащенный 60

0,32 0,74

0,3 0,013

0,23 0,075

0,35 1,21

100 0,3 2,0

97,7

Комплекс- Исходный ная руда Отходы Цроба 3 Обогащенный

100 44,4

55,6

0,36 0,23

2,44 0,38

0,46 4,08

100 29,0

71,0

100 6,9

93,1

Объеди- Исходный 100 0,62 1,07 100 1 00

ненная Отхода 58,6 0,51 0,018 47,9 - 0,9

Проба Обогащен-

1-3 ный 41,4 ' 0,78 2,58 52,1 99,1

Полученные результаты выявили возможность повышения концентрации металла в некондиционной свинцовой руде на 65$ (относительных) выше установленного минимального промышленного содержания свинца для Джезказганского месторождения. С помощью рентгенорадиометри-ческой сепарации удалось выделить аз комплексной медьсодержащей руды 44,4% отходов, при этом содержание меди увеличилось с 0,36 до 0,46%, что выше установленных кондиций по меди.

Проведенные исследования показали техническую возможность добычи некондиционных руд технологией с использованием в качестве породо-отделянцего элемента покусковых радиометрических сепараторов.

Технология добычи руд с покусковой радиометрической предкон-центрацией включает в себя следующие технологические процессы: доставка рудной массы на пункт подземной предконцентрвции, выделение

— -1

сепарационных классов с помощью грохотов, дробление крупных классов, сортировка рудной массы с применением радиометрических сепараторов на два продукта - предконцентрат и отхода предконцентрации, доставка полученных продуктов (обогацешый продукт в рудоспуск, отходы - в отработанные камеры).

На основе анализа литературных источников и работ НИИ, с учетом требований подземного размещения оборудовани" для предконцентрации руд- были разработаны и систематизированы возможные варианты технологических схем с предаонцептрацией рудной массы в выработанном пространства для месторождений, гдэ применяется камерно-столбовая или сплошная система разработки. .

Систематизация представлена нь-рис.1, она позволяет выбирать и формировать различные варианты технологических схем добычи руд с гредконцентрацией рудной массы в выработанном пространстве.

Для дальнейшего рассмотрения в работе были выбрани три технологические схемы.

Технологическая схема I показана на рис.2а. В этой схеме не используется дробление крупных фракций отбитой рудной массы. Поэтому сепарэционнао классы крупностью +50-100 и +100-200 №1 необходимо выделить до того, как руда поступит в нак пительный бункер комплекса предконцентрации. Показатели этой схемы буцут зависать аренде всего от выхода сепарационных классов при отбойке, в случае небольшого выхода таких классов технологическая схема букет неэффективна.

Проведенное изучение гранулометрического состава отбитой рудной массы позволило определить выход сепарационных классов, он составил 40,7$.объема отбитой рудной массы. Это достаточно большой выход сепарационных классов, что позволяет рассматривать схему I как возможный вариант добычи некондиционных руд.

Соглаолто предложенной: технологической схеме поступивший з накопительный бункер сепорзционный класс подается на зиброгрохот, где происходит разделенно рудопотокп на три класса; 0- 50, +50-100, +100-200 мм. После грохочения классы +50-100 т и +100-200 мм подеются в два бункера-перегрукотеля, каздай-для своего класса крупности. Далее сепарэгрюнные классы поступают на два сепаратора, где происходит деление рудной массы на продукты сортировки: предконцентрат и отхода предконцентрации. :

Предконцентрат, объединяется с' мелхпм несеаарзциошшм классом 0+50 мм и доставляется в рудоспуск. Отходи преднояцентряцм подаются в бункер-перегружатель, а затом-в автосамосвал я доставляются

Отбитая рунная масса

ковшовая погруз.-Лостав.машина

погрузочная машина с нагреб.органом

Автосвмосвал

Накопительный бункер

т

Крупнппорционнвя пррдкснцентраиия

предварительное грохочение

X

11риза0ойное дробление

Зункер-пеюегружатегь —

т

Грохочение

эункер-перегружатот

Мелкопорционная предконгтентрапия

Иокусковая препкон1тентраиия

:ая

Сепаратор

Сепаратор

Предкониентрат

итходы предконцентрации

"Бункер-перегружатель

Автос.амосввл —

Рудоспуск

Отработанные камеры

Рис.1. Систематизация возможных технологических схем лобмчи рул с пррлконпентрагией рудной массы в выработанном пространстве при камерно-столбовой и сплошной системах разработки

в выработанное пространство.

Технологическая схема 2 изображена на рис.2ь, Эта схема отличается от схемы I тем, что включает дробление крупных фракций рудной массы.

В схеме 2 используется один сепаратор, рассчитанный на сортировку класса.крупности +50-100 мм.

Технологическая схема 3 является модификацией схемы 2. Отличие ее-в использовании двух сепараторов для классов +50-100 и +100-200 мм. Вторая стадия грохочения в схеме 3 производится на три класса. крупности!-0-50, +50-100, +100-200 мм. Доставка предконцецтрата и отходов производится так. же как и в технологической схеме 2.

Как видно из рис.2,покусковая радиометрическая предконцентрация рудной массы включает три основных технологических процесса -дробление, грохочение, сепарацию.

Перед сепарацией дроблению подвергаются только крупные классы руды; главная задача этой операции состоит в том, чтобы обеспечить максимально допустимую для сепараторов крупность кускс руды-200-50 мм. Для осуществления дробления необходимы специальные передвижные илй полустационарные, легко монтируемые дробильные установки, габаритныеразмеры которых должны обеспечивать их размаце-нме s камерах высотой 4-5 м.

В последние годы на зарубежных рудниках, в связи с переходом их на добычу циклично-поточной технологией появилось много модификаций передвижных дробилок, и питателей'- дробилок. Такие участковые дробильные установки выпускают фирмы "Стефанз" (Франция), "Вестфалия Люнен" (Германия), "Стаплер", "Игл Крашер" (США). В нашей стране институтом "Механобр" (Санкт-Петербург) была сконструирована участковая передвижная дробильная установка, которая может' быть смонтирована на пневмоколесном шасси или платформе вагонетки. Поскольку технологические характеристики этой дробилки соответствуют требованиям по производительности и габаритным размерам, она может использоваться в предлагаемых технологических схемах,

Грохочением предусматривается выделение из руды мелкокусковой фракции, которую нецелесообразно обрабатывать на радиометрических сепараторах, а также устранение резкого различия кусков по весу, Так как последнее оказывает существенное влияние на з^ективность сепарации. Для грохочения могут быть применены серийно выпускаемые грохоты.

- И -

б> Схема 2 (с призабоЯныч лроблекием и использованием одного сепаратора>

пространстве при камерно-столбовой .. сплошной системах разработки: I -погрузочно-доставочная машина; 2 -евтосамсвал; 3 -бункер-яэкопитель; 4 -грохот; 5 -бункер-перегружатель; 6 -конвейер; '/" -сепаратор; 8 -отходы щздконпентрации; 9 -дробильная установка; -— руда; - -- пустая порода

а'- Схема I (без призабойного дробления, с использованием двух сепараторов^

Процесс сепарации может производиться с использованием как отечественных, так и зарубежных сепараторов. Зарубежные сепараторы, например МГ6, Ж7, М19 фирмы "Ор сортерс", более надежны и имеют большую производительность (около 200 т/чэс)* но очень высокую стоимость. Поэтому в предлагаемых.технологических схемах для дальнейших расчетов по прогнозированию технико-экономических показателей предконцентрации использованы сепараторы отечественного производства типа РРС.

Для прогнозирования показателей предконцентрации, выбора и обоснования рациональной технологической схемы была разработана методика и экономико-математическая модель: (ЭШ), позволяющая определять качественно-количественные и экономические показатели процесса предконцентрации. В методике учитываются повышение извлечения в концентрат на 05 от повышения содержания металла в некондиционной рудной массе, а также затраты на реализаций покусковой радиометрической предконцентрации в выработанном пространстве.

В основе методики использована теория О.А.Лрхипова, согласно которой существует тесная взаимосвязь между морфологией рудного тела и качественно-количественными показателями предконцентрации рудной массы.

Таким образом, имея горно-геологические данные месторождения (блока), можно определить прогнозные показатели содержания полезного компонента в предконцентрате и отходах предконцентрации, выход продуктов предконцентрации.

Горно-геологические характеристики залежи могут, быть определены методом каротажа скважин, керного опробования, изучения планов и разрезов месторождения. Как отмечено в'ряде работ, основными факторами, влияющими на показатели покусковой радиометрической предконцентрации, являются величина разубоживания (или Мощность прослоев пород в рудном теле), содержание полезного компонента в рудно": массе и прослоях пород. Для решения задачи по определению . прогнозных качественно-количественных .показателей покусковой. радиометрической предконцентрации Сшш выбраны 4 варианта некондиционных забоев, встречающихся, на подземных рудниках Джезказганского месторождения, имеющих среднее содержание 0,36$ меди с.разной мощностью прослоев пород в рудном теле/ Минимальная выемочная мощность равна 5 м.

Для того, чтобы проследить динамику изменения показателей предконцентрации от горно-геологических параметров, были заданы

- И -

3 варианта содержания полезного компонента в прослоях пород и 3 варианта содержания полезного компонента в исходной рудной массе. Минимальное промышленное содержание принято согласно существующим на Джезказганском месторождении кондициям по меда и равно 0,4%. Выход сепарируемого материала для предлагаемых технологических схем после дробления определялся с помощью типовых характеристик выхода продуктов дробления щековкх дробилок и результатов изучения гранулометрического состава рудной массы в забое.

Выход сепарационных классов для технологической схемы I составил 40,7$, для схемы 2 - 57,7$, для схемы 3 - 65$.

Производительность комплекса подземной предконцентрации для предлагаемых технологических схем .определена с учетом работы сепараторов в течение года. Для I и 3 технологических схем производительность комплекса предконцентрации рашэ 439,2 тыс.т./год, для 2-й технологической схемы - 164,7 тыс.т'/год.

На основании подученных результатов построены зависимости прогнозного содержания металла в предконцентрате ) и выхода пред-концентрата ( от мощности прослоев пород (Ь ) и содержания полезных компонентов в прослоях пород (С2) для 3-х технологических схем (рис.3). Зависимости построены для содержания меди в исходной рудной массе,равной 0,36$.

Лучшие показатели по содержанию полезного компонента в предкон-; центрате получены для технологической схемы 3 (зависимости 3.1; | 3.2; 3.3).

■ При исходном содержании металла в рудной массе 0,36$ может быть получена кондиционная рудная масса с содержанием 0,4$ при Ь= 1,0-1,5 м. С увеличением мощности прослоев пород, включаемых в отработку до 3,0 м,содержание металла в.предконцентрате достигает 0,4&-0,66$ в зависимости от содержания ' в них полезного -( компонента, однако резко снижается выход предконцентрата. ; . Качественно-количественные показатели предконцентрата для технологической схемы 2 хуже, чем для схемы 3. Это связано с меньшим выходом сепарационных классов. Для получения предконцентрата с ■ минимально допустимым промышленным содержанием^ мощность прослоев пород должна составлять 1,7-2,5 м. Зависимости для схемы 2 имеют обозначения 2.1; 2.2; 2.3.

Технологическая схема I имеет приблизительно такие же показатели предконцентрации (зависимости 1.1; 1.2; 1.3), как и схема 2. Следует отметить, что выход предконцентрата в схеме'I самый высокий.

Рис.3. Зависимости соде ржа мил металла в предкониентрате ( и выхода

предконпентрата ( $ пр.'* от величины прослоев пород ( Ь \ содержания полезного компонента в прослоях порол ( Сг и рудной массе ( са 1 для предлагаемых технологических схем

Как видно из полученных зависимостей (рис.41, содержание полезного компонента в части некондиционных руд Джезказганского месторождения может быть доведено до требуемых кондипий и выше при использовании для их добычи предлагаемых технологических схем с пс-кусковой предконцентрацией рудной массы..

По полученным зависимостям с применением стандартного пакета программ на ЭВМ выведены формулы определения основных показателей отработки руд технологическими схемами с покусковой предконцентрацией рудной массы. ,

Зависимости содержания металла в предконпентрате ( fb ^ и выхода предконцентрата ( Xry 1 от горно-геологических параметров для руд Джезказганского месторождения имеют вид: для технологической схемы I:

fi Of 0?4-5 0/ 001Р76 * S,2?6l3o< - 0,325 С3 J

0,86-0,00f4€ > 0,472ос ; для технологической схемы 2: fi'~ -О, OOPS * О, OOf8?-e +s,3 SSo< - о, ¿scz ;

<Г/р> = о, Q17- 0,0048 6 +0, S* ; для технологической схемы 3:

0> 1794- +■ О, 00378€ + 4, Sfpoi-0,S66 С2 } <Гпр= 849 - О, 007Г в + 0,SoC

По данным анализа 85 смен работы ОФ № 3 Джезказганского комбината, получена зависимость извлечения металла ( a£ I в концентрат ОФ (по абсолютной величине1 от повышения содержания металла ( 1 в исходной рудной массе на коэффициент , где > I,

Эта зависимость использована в методике прогнозирования технико-экономических показателей покусковой радиометрической предкон-иентрагии рудной массы.

Для определения области и перспектив применения технологии с покусковой радиометрической п; лконпентрапией, а также ее экономической эффективности была составлена экономико-математическая модель (ЭММЧ В этой модели в качестве критерия оптимизации принята прибыль от реализации конечной продукции (конпентрата 0Ф1.

Э, тыс. ру б/год

Рис.4 . Экономическая эффективность технологических схем добычи руд с предконпентрацией рудной массы в выработанном пространстве при различной мощности прослоев пород ( Ь ^ и содержании металла в прослоях пород ( С2 1 I

-схема I;---схема 2;----схема 3;

1,2,3 при С2 = 0,1%; 4,5,4 при С2 = 0,15%; 5,6,8 при С2 = 0,2%

Включение в промышленную отработку части некондиционных запасов может быть осуществлено в случае окупаемости затрат на добычу и переработку рудной массы извлекаемой ценностью металла в готовом продукте горного предприятия. Сравнительная ценность металла в рудопотоках некондиционной рудной массы и предконцентрата определялась по количеству металла, извлекаемого в концентрат на ОФ. При этом учитывались изменяющиеся характеристики этих рудопотоков: объем рудной массы, содержание металла в единице объема, извлечение металла в, концентрат, а также потери металла в хвостах 0$ и отходах предконцентрации.

Разница в затратах при добыче некондиционных руд традиционной технологией и технологией с предконцентрацией складывалась из экономии на подземный ж.д. транспорт, самоходный транспорт, подъем по стволу, транспорт рудной массы на 0Ф и ее переработку и дополнительных затрат на реализацию процесса подземной предконцентрации и транспорт отходов предконцентрации в отработанные камеры.

По результатам расчетов с применением ЭММ установлены зависимости экономической эффективности технологических схем с предконцентрацией рудной массы в выработанном пространстве от мощности прослоев пород, включаемых в отработку, и содержания в них полезных компонентов (рис-44.

Как видно из рис.4, для отработки части некондиционных запасов месторождения могут быть применены технологические схемы I и 3 при условии, что прослои пород в рудной залежи будут находиться в пределах 1,5-3 м, а содержание металла в прослоях пород - 0,1% по меди.

Максимальный экономический эффект возможен при добыче участков некондиционных руд с мощностью прослоев пород, включаемых в отработку: для схемы 1-2,5 м, для схемы 3-2,0 м и составит соответственно НО тыс.руб. в год и 225 тыс.руб. в год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации дано новое решение актуальной для горнорудной промышленности научной задачи обоснования и разработки технологии подземной до&тчи некондиционна руд с покусковой радиометрической предконцентрапией рудной массы в выработанном пространстве, позволяющей включить в промышленную отработку часть некондиционных запасов месторождений и, таким образом, обеспечить прирост запасов к более рациональное использование недр.

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

1. Запасы некондиционных руд на горнорудных предприятиях достигают 30 и более процентов от объема балансовых запасов месторождения. Как правило, эти запасы вскрыты и частично подготовлены.

2. Установлено, что рентгенорадиометрический метод является высокоэффективным при сортировке медных, свинцовых и комплексных медьсодержащих руд. Он позволяет выделить до 38% пустого продукта из рудной массы.

3. В результате испытаний рентгенорадиометрического сепаратора РРС-1 выявлена практическая возможность выделения наиболее бедной части из исходной рудной массы в отходы и таким образом увеличения содержания в 1,2-2,5 раза. Это позволило поднять содержание в некондиционных медных и свинцовых рудах выше уровня установленных кондипий и перевести их в разряд кондиционных.

4. Разработаны и систематизированы технологические схемы добычи некондиционных руд с покусковой радиометрической предконцент-рапией рудной массы в выработанном пространстве при камерно-столбовой и сплошной системах разработки. -

5. Установлена зависимость абсолютного повышения извлечения полезных компонентов в концентрат ОФ от повышения содержания ме-.1 талла в исходной рудной массе. . ,

6. Установлены зависимости прогнозного содержания металла в предконцентрате и выхода .предконцентрата от мощности прослоев пород, содержания полезного компонента в прослоях пород, рудной массе для новых технологических схем.

7. Усовершенствована методика прогнозирования технико-экономических показателей технологии с покусковой радиометрической предкогаентрацией рудной массы, позволяющая на проектной стадии работ определить эффективность применения технологических схем с пре.гконцентрапией. Методика реализована на ЭВМ.

8. Установлена область и условия применения предлагаемых технологических схем с предконцентрапией для условий Джезказганского месторождения. По полученным результатам исследований и расчетов можно сказать: -

для Джезказганского месторождения эффективны технологические схемы I и 3 с использованием 2-х сепараторов, при условии, что мощность прослоев пород, включенных в разработку, будет находиться в пределах: для технологической схемы I- 1,8*3 м, для схе-

мы 3 в пределах - 1,4+ 2,7 м, при содержании полезного компонента в некондиционной медьсодержащей руде 0,36% и содержании металла в прослоях пород 0,1% меди;

2) применение технологических схем с покусковой радиометрической предяонцентраиией рудной массы в выработанном пространстве позволит вовлечь в отработку участки месторождения с мощностью пласта на 40-50% ниже установленных кондиций и средним содержанием меди в рудной массе 0,36% при минимально допустимом содержании металла для. традиционной технологии 0,4%;

31 прирост запасов месторождения при отработке некондиционных руд разработанными технологическими схемами может составить 10-15% от объема балансовых запасов.

9. Максимальный экономический эффект для технологической схемы I возможен при мощности прослоев пород, включаемых в разработку

Ь = 2,5 м и составит - ПО тыс.руб. в год, для схемы 3 - при

= 2,0 м экономический эффект будет равен 225 тыс.руб. в год (в ценах за П квартал 1991 г.1.

10. Разработанные технологические схемы с покусковой радиометрической предконцентрацией рудной массы в выработанном пространстве рекомендованы к использованию на Джезказганском месторождении для добычи части некондицинннх запасов руд. Усовершенствованная методика прогнозирования технико-экономических показателей техно- ■ логии с радиометрической предконцентрацией рудной массы использована институтом ИПКСН РАН при выборе, определении области и условий применения вариантов технологических схем.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Веселов О.Л. Подземная селективная выемка руд как процесс управления качеством. - В сб.: Автоматизированное проектирование и управление подземными рудниками. - М.: МГИ, 1989, с.46.

2. Панов Е.М., Веселов О.Л., Гундарев В.И. Направления ресурсосбережения при подземной добыче руд цветных металлов. - В сб.: Разработка ресурсосберегающей технологии подземной добычи руд с учетом требований экологии. - М.: МГИ, 1990, с.5-9.

3. Веселов О.Л. Рентгеногядиометрический анализ медно-свин-пово-цинковых руд. - В сб.: Разработка ресурсосберегающей технологии подземной добычи руд с учетом требований экологии. - М.: МГМ, 1990, с.47-48.

4. Федоров Ю.О., Веселов О.Л. К вопросу о влиянии зашламлен-ности руды на эффективность рентгенорадиометрической сепарации. -В сб.: Физические процессы горного производства. - М.: МГИ, 1991, с.38-39.

Подписано в печать 2I.IO.I993 г. Формат 60x90/16 Объём I печ.л. Тираж 100 экз^ 'заказ №

Типография Московского государственного горного университета, Ленинский проспект, 6