автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.11, диссертация на тему:Выбор параметров массовой отбойки руды с учетом последующей переработки

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР

На правах рукописи

САФОНОВ Андрей Леонидович'

УДК 622.235.5 '

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ МАССОВОЙ ОТБОЙКИ РУДЫ С УЧЕТОМ ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ПЕРЕРАБОТКИ (на примере подземных рудников ПО "Апатит")

Специальность 05.15.11 "Физические процессы горного производства"

' Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1990

N

Работа выполнена в Институте проблем комплексного освоения недр АН СССР.

Научный руководитель - докт.техн.наук Викторов С.Д.

Официальные оппоненты: докт.техн.наук,проф. Репин Н.Я.;

канд.техн.наук,доц. Баранов А.О.

Ведущая организация - Государственный научно-исследовательский институт горно-химического сырья

и Защита состоится " ео & 1991 г. в -/У

часов на заседании специализированного совета Д 003.20.01 Института проблем комплексного освоения недр по адресу: 111020, Москва, Е-20, Крюковский тупик,4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института проблем комплексного освоения недр АН СССР.

Автореферат разослан "У9п ^^г^/Ч-в 199/ г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. В настоящее время в'разработку подземным способом вовлекаются ранее некондиционнее месторовде-ийя полезных ископаемых или их участки, залегающие в сложных горно-геологических условиях, с рудами, имеющими повышенную прочность, худшую измельчаемость и большую изменчивость других физико-механических свойств. Кроме этого,-руды данных месторождений часто характерзуются низким содержанием, тонкой вкрапленностью и сложной формой срастания полезных компонентов.

Воздействие перечисленных выше факторов вызывает снижение производительности оборудования, увеличение эксплуатационных и капитальных затрат при добыче и переработке минерального сырья, а также приводит к снижению извлечения полезных компонентов при обогащении руд.

В данной ситуации роль буровзрывных работ повышается, так как они в значительной степени определяют эффективность процессов добычи, дробления, измельчения, а в ряде случаев и обогащения полезных ископаемых. Ввиду этого повышение достоверности прогнозирования эффективности процессов добычи и переработки минерального сырья при изменении условий взрывного разрушения массивов горных пород имеет большое Значение для определения параметров буровзрывных работ, обеспечивающих увеличение производительности оборудования при добыче, дроблении и измельчении полезных ископаемых, уменьшение материальных, энергетических и других производственных затрат, а также повышение извлечения полезных компонентов из минерального сырья.

Существующие методы прогнозирования эффективности процессов добычи и переработки руды, основывающиеся главным образом на различных модификациях регрессионных моделей, не позволяют, из-за сложных структурных взаимосвязей процессов подземной добычи и переработки руда, прогнозировать с достаточной точностью технико-экономические показатели стадий дробления, измельчения и обогащения Полезных ископаемых при изменении параметров отбойки массивов горных пород. Поэтому выбор параметров буровзрывных работ на подземных рудниках производится, в , основном, исходя из оцети кусковатости отбитой руды и затрат на ее добычу.

В связи с этим возникает необходимость в решении актуальной наивной задачи, состоящей в обосновании рациональных параметров буровзрывных работ на основе оценки их комплексного, воздействия на эффективность процессов добычи и переработки руды.

Решение этой актуальной задачи определяет цель дасоерта- . ццонной работц - совершенствование методов выбора рациональных параметров буровзрывных работ, повышающих эффективность процессов добычи и переработки полезных ископаемых, при подземной разработке мощных рудных месторождений.

Основная идед работы заключается в том, что выбор рациональных параметров массовой отбойки руда производится на основе прогнозирования с помощью методов факторного, кластерного и регрессионного анализа технологических и технико-экономических показателей добычи и переработки полезных ископаемых при изменении ''этих параметров в зависимости от физико-механических свойств горных пород.

Методы исслёдовающ. При выполнении диссертационной работы использовался комплексный метод исследований, включапций в себя анализ и обобщение результатов научных исследований по поставленной проблеме, проведение моделирования структурных взаимосвязей процессов добычи и переработки руды с помощью методов многомерного статистического анализа (факторного, кластерного, регрессионного), интерпретацию и проверку полученных закономерностей.

Научные положения, разработанные лично соискателем, их научная новизна:

- методические положения для прогнозирования эффективности процессов добычи' и переработки полезных ископаемых с помощью методов многомерного статистического анализа (факторного, кластерного, регрессионного), отличающихся от известных возможностью одновременного учета влияния параметров массовой отбойки руды при изменяющихся горнотехнических условиях подземной разработки месторождений на производительность оборудования при добыче и переработке руды и полноту извлечения полезных компонентов из минерального сырья;

- методика обоснования рациональных параметров массовой отбойки руды, позволяющая, при ограниченной статистической информации, определять взаимосвязи технологических и тохнико-

'экономических показателей добычи и переработки полезьнх ископаемых и проводить на их основе оптимизацию параметров буровзрывных работ, исходя из конкретных горно-геологических и технологических условий разрабатываемых месторождений;

- закономерности изменения эксплуатационной производительности скреперной доставки руды, удельного расхода взрывчатых веществ при ее выпуске, производительности процессов крупного и среднего дробления палезшх ископаемых в зависимости от физико-механических свойств горных пород и параметров массовой отбойки на подземных апатитовых рудниках при различных условиях разработки месторождений.

Достоверность нззншх. положений, .выводов и рдкамёшшшЗ. родержаищсд ц работе, обоснована исследованием представительного статистического материала при прогнозировании технологических.и технико-экономических показателей процессов добычи и переработки полезных ископаемых; хорошей сходимостью фактических и прогнозируемых значений этих показателей в условиях подземных апатитовых рудников.

Працтд^ескзд ценность работы заключается в разработке методики, позволяющей определять рациональные параметры массовой отбойки руды на основе прогнозирования технологических и технико-экономических показателей процессов добычи и переработки полезных ископаемых с помощью методов факторного, кластерного и регрессионного анализа.

Реализация рдзу^ьгдтдд раОртц. Разработанные методика и пакет прикладных программ прняты к использованию Государственным научно-исследовательским институтом горно-химического сырья. Пакет прикладных программ.предназначен для ПЭШ 1ВМ/РС-ХТ/АТ, написан на языке ТУРБО-ПАСКАЛЬ 5.0 и позволяет определять взаимосвязи между переменными с помощью'методов факторного, кластерного и регрессионного анализа.

Рекомендации' по выбору рациональных параметров массовой отбойки для подземных апатитовых рудников, разработанные при выполнение диссертационной работы, внедрены на объединенном Кировском руднике ПО "Апатит". Ожидаемый экономический эффект составляет 63,36 тыс.руб/год.

Апробацид работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на ХУ и ХУП Всесоюзных конференциях мо-

лодых ученых (г.Москва, 1986, 1969 гг.), семинарах лаборатории взрнвного разрушения при разработке месторождений полезных ископаемых ИПКОНа АН СССР, ГОИ КНЦ АН СССР и на Юкопорском руднике ПО "Апатит".

Цубликдцр. По результатам выполненных исследований опубликовано 4 работы.

Объец рс)0отц. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 158 страницах машинописного текста, содержит 19 рисунков, 20 таблиц, приложения и список использованной литературы из 107 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Существующие метода определения параметров буровзрывных работ основываются, главным образом, на многочисленных гипотезах разрушения горных пород и на прогнозировании эффективности процессов отбойки и добычи, для которого используются различные модификации регрессионных моделей. Расчетные методы обоснования параметров ЕВР, базирующиеся на гипотезах взрывного дробления горных пород, из-за сложности механизма их разрушения не позволяют с достаточной точностью прогнозировать гранулометрический состав руды, а также технологические и технико-экономические показатели добычи и первичной переработки минерального сырья.

Применение регрессионных моделей в значительной степени ограничивается требованием к статистическим характеристикам массивов исходных данных и проведением их сбора. Основные ограничения сводятся к следующему: характеристики, определяющие количественное значение зависимой переменной, должны быть не связаны друг с другом; заранее допускается влияние на зависимую переменную тЬлько строго определенных показателей, что приводит к значительной идеализации модели. В действительности наблюдаются слокные <|ормы взаимосвязей физико-механических свойств горных пород и параметров массовой отбойки с гранулометрическим составом горной массы, производительностью оборудования при добыче, дроблении, измельчении, а также с показателями, характеризующими полноту извлечения полезных компонентов npi обогащении минерального сырья. Многие параметры, с помощью которых описываются массовая отбойка и выпуск руды, имеют различную

степень влияния на технико-экономические и технологические показатели процессов добычи и переработки полезных ископаемых. Кроме этого необходимо отметить, что данные показатели часто в значительной степени дублируют друг друга и не являются независимыми.

Ввиду этого параметры массовой отбойки руды необходимо определять на основе моделирования структурных взаимосвязей оибо'Саш, выпуска, дробления, измельчения и обогащения полезных ископаемых, используя для этого комбинацию методов факторного, кластерного и регрессионного анализа. Совместное применение факторного и кластерного анализа позволяет опрзделять взаимосвязи и давать количественную оценку сколь угодно большому количеству исходных переменных. Эти методы допускают обработку взаимозависимых показателей, и позволяют выделять статистические характеристики, оказывающие наибольшее влияние на значение оцениваемой переменно:!. Последовательное применение описанной комбинации методов дает возможность избежать указанных выше недостатков регрессионных моделей и учесть разнообразное взаимовлияние процессов добычи и первичной переработки минерального сырья. Прогнозирование эффективности процессов добычи и переработки руды при изменении параметров буровзрывных работ основывается на следующих общих закономерностях, установленных при анализе и обобщении результатов исследований, приведенных в научной и технической литературе:

- изменение гранулометрического состава добываемой руды приводит к изменению производительности оборудования при добыче, дроблении и измельчении полез.шх ископаемых;

- увеличение выхода негабарита лю;,;ет приводить к снижению объемов добычи на от цельных месторождениях полезных ископаемых или их участках; снижение объемов добычи компенсируется, главным образом, за счет увеличен я поставок полезных ископаемых, часто представленных другими сортами руд, на обогатительные фабрики с тех месторождений или их участков, гдо гранулометрический состав горной массы не оказывает существенного влияния на щ-оизводительность оборудования при добыче руды; при этом происходят отклонения фактического содержания полезных компонентой в дуде от планируемого и, соответственно, изгоняются технологические и технико-окоио./лческие показатели обогащения

минерального сырья;

- гранулометрический состав добываемой руды лри подземной эксплуатации месторождений полезных ископаемых с помощью систем этажного и подэтажного обрушения является комплексным показателем и зависит от целого ряда факторов, основными из которых являются физико-механические свойства руд, параметры буровзрывных работ, толщина, высота отбиваемого слоя, площадь и расположение выпускных выработок в блоке, а также полнота извлечения полезного ископаемого из недр;

- увеличение интенсивности взрывного нагружения массивов горных пород приводит к снижению среднего диаметра куска и прочности отбитой руды и, в ряде случаев, к увеличению извлечения полезных компонентов при обогащении минерального сырья.

Й1бор технологических и технико-экономических показателей для обоснования параметров массовой отбойки руды в конкретных горно-геологических и технологических условиях разрабатываемых месторождений предложено производить исходя из структурных взаимосвязей между процессами добычи, дробления, измельчения и обогащения полезных ископаемых, установленных методами факторного анализа. Параметры буровзрывных работ для месторождения полезных ископаемых или их участков, при эксплуатавди которых используются системы разработки с массовым обрушением руды, рекомендуется определять в пределах групп, установленных с помощью кластерного анализа. Выбор рациональных параметров массовой отбойки состоит в оиэнке и анализе каждого класса по соответствующим ему технологическим и стоимостным показателям, исходя из конкретных горно-геологических условий разрабатываемого месторождения.

В диссертационной работе предложена методика определения параметров буровзрывных работ, основывающаяся на прогнозировании эффективности процессов добычи и переработки руды в условиях совокупного изменения физико-механических свойств горных пород, технологических параметров массовой отбойки руды и системы разработки с помощью методов факторного, кластерного и регрессионного анализа. Эта методика предусматривает определение параметров буровзрывных работ в несколько этапов. На первом этапе производится сбор и анализ исходных данных и подготовка их к обработке на ЭШ. Вторая стадия методики предусмат-

ривает определение степени влияния физико-механических свойств горных пород (или связанных с ними показателями), параметров буровзрывных работ и системы разработки на показатели, характеризующие гранулометрический состав добываемой руда и полноту извлечения ее из недр. Кроме этого на данном этапе определяется степень влияния качества отбойки руды на технологические и технико-экономические показатели процессов добычи, дробления, измельчения и обогащения минерального сырья. Предполагается, что перечисленные выше показатели зависят от гранулометрического состава горной массы, а также от колебаний объемов поставок руды на обогатительные фабрики с различных месторождений или их участков и изменения содержания в ней полезных компонентов, происходящих из-за меняющегося выхода негабарта. Основным методом исследования взаимосвязей переменных на этом этапе является факторный анализ. На третьем этапе производится количественная оценка ранее установленных взаимосвязей с помощью кластерного и регрессионного анализа. Последующие этапы служат для выбора параметров БВР в конкретных горно-геологических условиях разрабатываемых месторождений или их участков исходя из технологических, технико-экономических и стоимостных показателей, соответствующих каждой выделенной группе (группы определяются кластерным анализом). Процедура выбора из нескольких групп оптимального класса представляется эвристическим алгоритмом, в основу которого положен прогноз технологических, технико-экономических и стоимостных показателей процессов добычи и переработки руды на новый период при•совокупном изменении физико-механических свойств'горных пород, параметров системы разработки и буровзрывных работ.

Выбор рациональных параметров массовой отбойки руды по разработанной методике проводился для условий подземных рудников ПО "Апатит".

При проведении исследований использовалась разновиднбсть факторного анализа, основанного на ортогональном преобразовании корреляционной матрицу с помощью'метода Якоби и вращения факторов с помощью метода "варимакс". Для кластеризации данных использовалось Евклидово расстояние и взвешенное группирование операционно-таксономических единиц.

Метод факторного анализа позволил определить основные при-

чины колебаний удельного расхода ВВ при выпуске (который был принят в качестве показателя, характеризующего косвенным образом гранулометрический состав добываемой руды) и коэффициента извлечения количества руды (исследования проводились на примере объединенного Кировского рудника). Для этой цели, в условиях массовой отбойки на Кукисвумчоррском и Юкспорском месторождениях, исследовались взаимосвязи следующих показателей (по от, битым секциям): удельный расход ВВ при выпуске руды ( çenn ) ; удельный расход ВВ на отбойке ( Ç.eTa ); среднее содержание PgO^ в отбиваемой секции ( Сряд5 ) (содержание в горшх породах в условиях Хибинских апатито-нефелиповых месторождений имеет устойчивые взаимосвязи с их физико-моханическими свойствами и является признаком, указывающим на тип отбиваемой руды); объем отбиваемой руды ( Vor ); толщина, ширина и высота секции {ê ,а и h)t компенсационная составляющая коэффициента разрыхления ( Крк) ( Кр*= Ук/\!ц ; где V* - объем компенсационного пространства, м3; - объем отбиваемой секции, м3); относительная площадь безвороночпого пространства в секциях (Ss ), коэффициент извлочения количества руды ( К*ол ).

На первом этапе определение зашсимостей между перечисленными выше показателями проводились методами регрессионного и корреляционного анализа. Анализ установленных взаимосвязей показал, что многие переменные являются взаимозависимыми и коэффициенты корреляции (корреляционные отношения) иезду основными показателями не превышают по абсолютному значению 0,50-0,53. Низкие знач(зн:-:я коэффициентов корреляции (корреляционных отношений) указывают на то, что эти методы не позволяют с достаточной степенью надежности выделить параметры массовой отбойки руды, в наибольшей-степени влияющие на технологические показатели добычи полезных ископаемых, и построить функциональные зависимости для прогнозирования ее эффективности. В тоже время анализ взаимосвязей технологических показателей отбойки и добычи руды, установленных с помощью факторного анализа, позволил установить, что в условиях Кукисвумчоррского месторождения величина удельного расхода ВВ при выпуске руды определяется, главным образом, удельным расходом ВВ на отбойку и физико-меха-

ническшли свойствами горных пород. В условиях Юкслорского месторождения был установлен несколько иной вид взаимосвязей (см.табл.1), анализ которых дозволил сделать вывод о том, что величина удельного расхода ВВ при выпуске определяется сложным совместным влиянием параметров буровзрывных работ, физико-механическими свойствами отбиваемых руд, общей площадью и расположением выпускных выработок в отбиваемых секциях.

Для определения влияния параметров массовой отбойка руды на технологические и технько-эконо/лические показатели обогатительных фабрик АНОФ-1 и АНОФ-2 с помощью методов факторного, кластерного и регрессионного анализа исследовались взаимосвязи отчетных значений (за месячный период) удельного расхода ВВ при выпуске руды на подземных апатитовых рудниках; производительности комплекса крупного дробления Кировского рудника, стадий дробления и измельчения АНОФ-1 и АНОФ-2; долей доставок руды подземными рудниками на обогатительные фабрики; содержания Р2О5 в руде подземных рудников, концентрате, технологических и отвальных хвостах обогащения; среднего содержания Р£05 в перерабатываемой руде на обогатительных фабриках; выхода концентрата, технологического извлечения, объема переработанной руды; выхода класса +25 мм (и +10 мм для АНОФ-1), содержания класса +0,16 мм в концентрате. Предполагалось, что отчетные значения удельного расхода ВВ при выпуске руды равны средневзвешенным значениям этой величины по очистным секциям.

В результате проведенных исследований были определены для условий АНОФ-2 (см.табл: 2.) с помощью кластерного анализа изменения производительности стадий крупного (й*д) и среднего (0.:Ь) дробления и выхода готового класса +25 им в зависимости

от количественного значения удельного расхода ВВ при выпуске руды на Юкспорском месторождении ( ^.¿ил^ • г/т) и Расвумчоррском руднике (фцыпр .г/т) и построена регрессионная зависимость с коэффициентом корреляции 0,74 между производительностью стадии крупного дробления и величинами удельного расхода ИВ при выпуске руды на Юкспорском месторождении и Расвумчоррском руднике:

= 1712,76 - 0,255 - 0,308ра11//7/:> ,т/ч . (I)

Таки.е било установлено, что увеличение удельного расхода ВВ

Таблица I

Взаимосвязи параметрбв массовой отбойки и технологических показателей добычи руда на Юкспорском месторождении (факторные нагрузки)

Переменная Номер фактора

I 2 __ 3 4 _

фате 0,77

Срго* -0,83

Уог 0,96

& -0,92

а 0,61 0,62

^ -0,78

( Крк 0,92

'Л 0,64 0,62

К/сол -0,74

Значение факторных нагрузок, не указанных в таблице, примерно равны нулю.

Таблица 2

Ипыенения технико-экономических показателей ЛНОФ-2 в зависимости от качества отбойки руда.

класса г/т- г/т т/час т/час %

X 121,6 _96,2 1493,0__386,7 4,57

117,0-126,0 79,0-115,0 1475,2-1513,2 376,6-390,3 4,42-4,73

102,8 94,0__1509,7__393,8 4,45

2 95,0-111,0 89,0-104,0 1482,6-1533,9 388,2-400,7 4,17-4,78

3 132,2 76,4 1520,6__393,6 4,15

121,0-148,0 62,0-99,0 1505,9-1532,0 392,3-394,9 3,91-4,37

В числителе приведены средние значения переменной, в знаменателе - их диапазон изменения, при выпуске руды приводит на Юкспорском и Расвумчоррском месторождениях к снижению ее объемов добычи. При этом наблюдаег-

Изменения .-эксплуатационной производительности скреперной доставки руда и удельного расхода ВВ при ее выпуске в зависимости от величины удельного расхода ВВ на отбойку различных типов руд в условиях Кукисвумчоррского месторождения.

Аг*;

т/с»

390

400 ..

480

620

Чеьщ} г/т

120 НО 100 90

80 70

60 50

40 30 20 10

Класс 2

I

^

.1

/

Руды богатой

зоны = 0*345

г*'"! п

Руды бедной зон» увтвг

0,335-0,370

= 0,346

0,320-0,372

Класс I

Руды богатой

0,330-0,402

Руды бе оной

ЗОНЫ ^=0,352

0,332-0,370 Класс 3

-•^■руда богатой г. л-п

тпчи л - у , "Ь-Л

ЗОНЫ ?

О,420-0,4с

Руды бедной

зоны 9оте - ЪШ.-

7 *3 0,379-0,423

О 0,35 0,38

0,47

Фоте, кг/т

0,41 0,44 ■ Рис.1

1отв1,?1>тб,,$ств} - соответственно, удельный расход ВВ на отбойку различных типов руд в первом, втором и третьем классе, кг/т ( в числителе приведены средние значения переменных, в знаменателе - их диапазон изменения); ^отв ~ средний удельный расход ВВ на отбойку, кг/т; Ос* - эксплуатационная производительность скреперной доставки руды, т/см; удельный расход ВВ при

выпуске руды г/т».

ся увеличение объемов добычи руды, характеризующейся низким содержанием апатита, на Кукисвумчорроком месторождении, уменьшение объемов поставок полезного ископаемого с этого месторождения на АНОФ-1 и увеличение на АНОФ-2. В свою очередь изменение структуры поставок руды приводит к повышению производительности стадии измельчения на АНОФ-2, снижению содержания РпОп, и увеличению содержания класса +0,16 мм в концентрате. Устойчивого влияния качества отбойки руды на показатели, характеризующие полноту извлечения полезных компонентов из минерального сырья, в условиях 110 "Апатит" не установлено.

Количественная оценка взаимосвязей технологических параметров массовой отбойки и добычи руды на объединенном Кировском руднике проводилась с помощью кластерного анализа. Для условий Кукисвумчоррского месторождения было выделено три класса с примерно одинаковым коэффициентом извлечения количества руды и различным удельным расходом ВВ при ее выпуске и содержанием Р^О^ в секциях.Внутри каждой группы были выделены подклассы исходя из геологического типа руд, занимающего основной объем секции,и удельного расхода ВВ на отбойку (см.рпс.1) (Кукисвум-чоррскому, Юкспорскому и Расвумчоррскому месторождениям свойственно зональное строение; богатые зоны представлены пятнистыми, пятнисто-полосчатыми, полосчатыми рудами и апатито-нефе-линовой брекчией, бедная зона - ллнзовидно полосчатыми, сетчатыми, массивными и, частично, массивными уртитами).

Для условии икспорского месторождения было выделено три класса с различными технологическими параметрами массовой отбойки и удельным расходом ВВ при выпуске руды. Внутри каждого . класса также били выдилены подклассы (см.рис.2). Анализ технологических параметров секций, вошедших в первый класс, показал, что в них выпускные воронки располагаются концентрированно, с большими площадями безвороночного пространства в краевых зонах. Средний удельный расход ВВ на отбойку руд богатой зоны составляет 0,408 кг/т, бедной зоны - 0,412 кг/т, средний удельный 'расход ВВ при выпуске руды равен 113,1 г/т. Второй класс представлен секциями с равномерным распределением воронок по их площади (расстояние между скреперными штреками (ортами) составляет около 11,5 м, между воронками - 9 м), что обеспечивает благоприятный родим выпуска руды. Удельный расход 13В на отбойку руд

Эксплуатационная производительность скреперной доставки руды и удельный расход ВВ при ее выпуске в зависимости от совокупного изменения удельного расхода ВВ на отбойку различных типов руд, относительной площади безвороночного пространства в секции и коэффициента извлечения количества руды в условиях Юкспорского месторождения.

т/С*

390

400

480 "

620..

фяиц ф

120

ПО 100

90 80

70 60

50 40

30

20 10

Юшсо I (Л-лча,, = 77,2$)

Руды богатой ' \ зоны « ЪЖ

1 ~г * п ъпл

0,374-0,442

I Руды бедной 0 412 ' зоны Рете* -

/ оипа 0,383-0,428

Класс 3 = 46,3$)

V „ ~—

г"***. Руда богатой * . / зоны '£уды бедной

■' зоны -

. Л Класс 2 ( 117,0$) 0.352-0,383

Руда богатой = 0|406 зоны 9*гж, 0,381-0,426 Руды бедной

зоны 9-отяг =

0,380

.0,358-0,410

50

80

60 ' 70 Рис. 2

соответственно удельный расход ВВ при отбойке различных типов руд в первом, втором и третьем классе, кг/т (в числителе приведены средние значения переменных, в знаменателе - их диапазон изменения); Д- - площадь безвороночного пространства, Кнвл^, к*ал3 - соответственно среднее зна-

чение коэффициента извлечения руды по группам секций, образующих первый, второй и третий классы.

богатой зоны составляет 0,406 кг/т (диапазон изменения значений 0,381-0,426 кг/т) бедной зоны - 0,380 кг/т (0,358-0,410 кг/т). Совместное влияние перечисленных выше факторов приводит к тому, что в данном классе наблюдается наименьшее значение удельного расхода ВВ при выпуске в совокупности со сверхнормативными извлечением руды (среднее значение коэффициента извлечения количества руда составляет удельного расхода ВВ при ее выпуске - 75 г/т). Третий класс характеризуется секциями с большой относительной площадью безвороночного пространства, концентрированным расположением воронок и более низким расходом ВВ на отбойку по сравнению с первым и вторым классом. Совокупное влияние этих факторов приводит к увеличению удельного расхода ВВ при выпуске .и резкому снижению коэффициента извлечения количества руды.

Шбор рациональных параметров массовой отбойки для подземных апатитовых рудников проводился на основе оценки каждого класса по соответствующим ему технологическим и технико-экономическим показателя;,1 добычи и переработки руды и общих удельных- эксачуатавдонных затрат на стадиях отбойки и добычи руды. Для условий массовой отбойки на Юкспорском месторождении в качестве рациональных были приняты параметры массовой отбойки, расположена» выпускных воронок и площадь безвороночного пространства, характеризующие второй класс. Рекомендуется принимать удельный расход ВВ на отбойку богатых руд в пределах 0,3800,425 кг/т, бедных - 0,360-0,410 кг/т, площадь безвороночного пространства в секциях должна составлять около 55$ (допустимый диапазон изменений этой переменной составляет 45-60^), располагать скреперные штреки (орты) необходимо на расстоянии 11,5 м друг от друга, воронки - на расстоянии 9 м.

Внедрение рекомендуемых параметров БВР на'Юкспорском месторождении позволяет снизить удельный расход ВВ пр выпуске до 75 г/т, уменьшить потер руды и создать резерв производительности на АН0Ф-2 в 0,5-15? от годового объема переработки. Ожидаемый экономический эффект от внедрения рекомендаций, полученных в диссертационной работе, составил 63,360 тыс.руб/год.

Методика определения параметров массовой отбойки руды принята к использованию Государственным научно-исследовательским институтом горно-химического сырья.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В диссертационной работе дано новое решение актуальной научной задачи определения параметров буровзрывных работ на основе оценки их комплексного воздействия на эффективность процессов добычи и переработки руды, отличающееся от ранее известных возможностью одновременного учета влияния параметров массовой отбойки на производительность оборудования при добыче и переработке руды и полноту извлечения полезных компонентов при обогащении минерального сырья с помощью методов факторного, кластерного и регрессионного анализа.

Основные научные и практические рекомендации, выводы и результаты, полученные при выполнении исследований, состоят в следующем:

1. Разработаны методические положения для прогнозирования эффективности процессов добычи и переработай полезных ископаемых с помощью методов многомерного статистического анализа, отличающиеся от известных возможностью одновременного учета влияния параметров массовой отбойки руды при изменяющихся горно-технических условиях разработки на производительность оборудования при добыче и переработке руды и полноту извлечения полезных компонентов из минерального сырья; надежность прогнозирования изменения эффективности процессов добычи и переработки руды

при изменении параметров буровзрывных работ обеспечивается моделированием структурных взаимосвязей процессов отбойки, выпуска, дробления, измельчения л обогащения полезных ископаемых с помощью последовательного применения методов факторного, кластерного и регрессионного анализа.

2. Разработана методика обоснования рациональных параметров массовой отбойки руды, позволяющая, при ограниченной статистической информации, определять взаимосвязи технологических и технико-экономических показателей добычи и переработки полезных ископаемых и проводить на их основе выбс/; параметров буровзрывных работ исходя из конкретных горно-геологических и технологических условий разрабатываемых месторождений; эта методика предусматривает, для выбора рациональных параметров массовой отбойки в конкретных условиях разрабатываемых месторождений, формирование набора технологических н техшко-экономических пока-

зателей на основе установленных структурных взаимосвязей между процессами добычи, дробления, измельчения и обогащения полезных ископаемых методам: факторного, кластерного и регрессионного анализа; параметры буровзрывных работ определяются в пределах групп, установленных методами численной таксономии; выбор рациональных параметров массовой отбойки руда производится на основе оценки и анализа каждого класса по соответствующим ему технологическим и стоимостным показателям.

3. Создан пакет прикладных программ для оперативного определения параметрбв массовой отбойки руды на подземных рудниках, обеспечивающих повышение эффективности процессов добычи, дробления, измельчения и обогащения полезных ископаемых; пакет прикладных программ написан на языке ТУРБО-ПАСКАЛЬ 5.0 и предназначен для ПЭВМ 1Ш/РС-ХТ/АТ.

4. С помощью разработанной методики и пакета прикладных программ для условий ПО "Апатит" определены изменения эксплуатационной производительности скреперной доставки руды, удельного расхода ВВ при ее выпуске, производительности стадий крупного и среднего дробления на АНОФ-2 в зависимости от совокупного изменения флзико-механических свойств горных пород, параметров буровзрывных работ, площади и расположения выпускных воронок в отбиваемых секциях на подземных рудниках.

5. На основе установленных закономерностей изменения технико-экономических показателей добычи и переработки апатито-нефеленовых руд при совокупном изменении природных и технологических факторов для подземных рудников ПО "Апатит" определены рациональные параметры буровзрывных работ, площади безвороночного пространства и расположение воронок в секциях.

Рекомендации приняты к внедрению на ПО "Апатит". Ожидаемый экономический эффект от внедрения рекомендаций составляет 63,36 тыс.руб/год.

Методика определения параметров массовой отбойки руды принята к использованию Государственным научно-исследовательским институтом горно-химического сырья.

Ошшаыз.. додоашмд дс.0.9.иашд^рдхбд1кааащ. й-ддадшм шйозт:

1. Сафонов А.Л. Выбор рациональных параметров взрывной отбойки на основе многомерной статистической модели. - В кн.: Разработка и обогащение рудных и нерудных месторождений при их комплексном освоении. - М.: ИШСОН АН СССР. 1987. - С.72-75.

2. Сафонов А.Л. Влияние содержания нефелина в отбиваэмой руде на удельный расход НЕ при выпуске. НШТЭШ.1. - №., 1987. Сер. "Горнохимическая промышленность". Шп. 5. С. 5.

3. Сафонов А.Л. Оценка влияния взрывных работ на показатели работы обогатительной; фабрика. ШИТЭХИЛ. - Ы., 1987. Сер. "Горнохимическая промышленность". Вып. 6. С. 3.

4. Сафонов А.Л. Влияние параметров буровзрывных работ на технико-экономические показатели обогатительной фабрики. - 3 сб.: Физико-техни чески® способы и процессы, разработки и обогащения полезных ископаемых. - М,: ИПКОН АН СССР, 1989. -

С.93-94.

Подписано в печать 14.12.1990 г. Объем I п.л., заказ 14.12.1990 г., тирд^ 100 экз. Бесплатно. Ротапринт ИПКОН АН СССР. Москпа, Крпкопский тупик, 4.