Богуславский Э.И. Управление качеством руды

Подождите немного. Документ загружается.

Порядок

отработки

горизонта

Размеры

эксплуатацио

нных

блоков

Системы

разработки

Отбойка

руды

Гранулометри

ческий

состав руды

Последовательный

Выборочный

Оставление целиков

Закладка выработанного пространства

Обрушение руды и вмещающих пород

Выпуск

и доставка

руды

Управление

горным

давлением

Мелкошпуровая

Скважинная

Границы выпуска

Емкость доставочного оборудования

Сортировка разгрузкой в разные рудоспуски

Усреднение руды в подземных выработках

Компьютерное регулирование доставки

Технологические факторы

Рис.5.1. Классификация технологических факторов, определяющих качество рудопотока и его стабильность

6порядок отработки горизонта;

6размеры (запасы) эксплуатационных блоков;

6системы разработки;

6способы отбойки руды;

6гранулометрический состав рудопотока;

6порядок выпуска и доставки руды;

6способы управления горным давлением.

Порядок отработки горизонта. Можно выделить два

основных порядка отработки горизонта: последовательный и

выборочный (рис.5.2). В первом случае различают прямой (от

центра к66флангам); обратный (от флангов к центру) и

комбинированный (от центра к флангам и от флангов к центру)

порядок разработки. При

Рис.5.2. План горизонта и графики изменения содержания ПК при

последовательном (левое крыло) и выборочном (правое крыло) порядке отработки

1 – содержание ПК не меняется; 2 и 3 – содержание ПК изменяется соответственно

закономерно и стохастично; 4 – среднее содержание ПК в рудопотоке на ОФ;

5, 6 и 7 – вертикальный ствол, квершлаг и полевой штрек соответственно;

а, б и в – блок в массиве, в эксплуатации и отработанный



выборочном порядке отработки горизонта к выемке планируются

блоки, расположенные по всему горизонту.

При стабильном распределении содержания ПК в рудном

теле порядок отработки не влияет на качество рудопотока

(содержание ПК в нем не меняется).

При закономерном распределении содержания ПК в рудном

теле (полиномы первой и второй степени, экспонента, степенная

функция и др.) для управления качеством руды наиболее подходит

комбинированный порядок отработки горизонта. При

неравномерном распределении содержания ПК в рудном теле

управление качеством руды, как правило, может обеспечить только

выборочный порядок отработки горизонта.

Размеры (запасы) эксплуатационных блоков. Запасы

разных эксплуатационных блоков в зависимости от горно-геологи-

ческих условий и технологии добычных работ резко меняются, в

среднем от 1500 до 1500006м

. При разном распределении

содержания ПК возможны следующие ситуации:

6если содержание ПК в блоке неизменно, то его размеры не

сказываются на качестве и стабильности рудопотока;

6если содержание ПК постоянно в блоке и различно в

разных блоках, то чем больше запасы руды, тем труднее подбирать

шихту, а стабильность качества руды при этом может и улучшаться,

и снижаться;

6если содержание ПК и в блоке, и в разных блоках не

постоянно, подбор шихты и обеспечение стабильности рудопотока

существенно затруднены.

Системы разработки. Главными параметрами системы

разработки, определяющими ее воздействие на качество и

стабильность, являются разубоживание и потери руды. При этом

влияние системы разработки может проявляться по-разному.

На подбор шихты и стабильность рудопотока не влияют

следующие системы разработки:

6системы I6класса с открытым выработанным

пространством, при которых ведется выемка камерных запасов с

низким разубоживанием руды;

6системы II6класса с магазинированием руды при мощности

рудных тел более 0,8 м и минимуме вторичного разубоживания;

6системы III6класса с закладкой выработанного

пространства при использовании твердеющей и бетонной закладки.

Несущественное влияние на качество рудопотока оказывают

системы разработки II, III и VI6классов соответственно с

магазинированием руды, с закладкой выработанного пространства и

с обрушением вмещающих пород под защитой матов, перекрытий и

др.

И, наконец, качество рудопотока радикально зависит от

систем разработки с обрушением руды и вмещающих пород, при

которых выпуск руды ведется в условиях непосредственного

контакта отбитой руды и обрушающихся пород, что вызывает

высокое разубоживание рудопотока (VII6класс), и систем разработки

с магазинированием руды (II6класс) при мощности рудных тел (жил)

менее60,86м.

Технологии отбойки. При оконтуривании рудного тела

необходимо стремиться к выбору компромиссных (оптимальных)

значений потерь и разубоживания. В иных случаях имеет место

«эффект ножниц»: при уменьшении потерь возрастает процент

разубоживания и наоборот.

Применение мелкошпуровой отбойки позволяет

выдерживать контур рудного тела, обеспечивая минимум

разубоживания и потерь руды, т.е. наибольшее соответствие

содержания ПК в рудопотоке его значениям в неотбитом массиве.

Кроме того, мелкошпуровая отбойка позволяет получать такой

гранулометрический состав рудопотока, при котором затраты на

дробление минимальны.

При скважинной отбойке и сложной форме рудного тела

четко выдерживать его контуры практически невозможно. Поэтому

следует оценивать варианты в двух условных границах:

6в границах, обеспечивающих максимальное разубоживание

и минимальные потери руды (рис.5.3., кривая61);

Разубоживание

Потери

Рис.5.3. Влияние отбойки руды на ее качество (разрез вкрест простиранию)

1 и 4 – границы отбойки, обеспечивающие соответственно максимальные

значения разубоживания и потерь руды; 2 – границы рудного тела;

3 – оптимальная граница отбойки руды

7в границах, обеспечивающих максимальные потери и

минимальное разубоживание руды (рис.5.3, кривая64).

Целесообразным является вариант с оптимальными

параметрами и показателями качества рудопотока (рис.5.3,

кривая63).

Гранулометрический состав рудопотока. Кусковатость

руды обеспечивается способом отбойки и паспортом БВР. Этот

параметр предопределяет весьма существенные затраты по

дроблению руды на обогатительной фабрике.

Мелкошпуровая отбойка не приводит к выходу негабарита и

дает сравнительно небольшой размер среднего куска. Скважинная

отбойка, особенно при веерном расположении скважин, вызывает

существенный выход негабарита и значительно больший средний

размер куска. Минная отбойка имеет еще более низкие показатели

по гранулометрическому составу отбитой руды и в настоящее время

практически не применяется.

Сгущение сетки шпуров или скважин до определенного

предела снижает кусковатость руды и выход негабарита, но

повышает расходы на отбойку руды. Поэтому необходим поиск

оптимума влияния этих факторов.

Выпуск и доставка руды. Границы выпуска руды

определяют уровни потерь и разубоживания (рис.5.4). Выпуск

отбитой руды при ее прямом контакте с обрушенными породами,

как правило, сопровождается прорывом пустых пород к выпускному

отверстию. Физический процесс истечения руды и породы как

сыпучих сред характеризуется условными фигурами –

эллипсоидами вращения, равными по объему каждой очередной

дозе выпуска руды. Одновременно происходит прогиб поверхности

контакта руды и породы.

До момента касания эллипсоида выпуска с поверхностью

контакта разубоживание практически отсутствует; затем в дучку

начинают поступать породы в объемах, адекватных зоне

пересечения эллипсоида выпуска и линии контакта отбитой руды с

обрушенными породами. Растущий объем эллипсоида вращения

повышает извлечение руды (снижает потери), но при этом

увеличивает разубоживание, т.е. снижает качество рудопотока.

Обрушенная порода

Отбитая

руда

Рис.5.4. Влияние границ выпуска руды на уровни потерь

и разубоживания

1 – начальная граница обрушенных пород и отбитой руды; 2 – границы

контакта обрушенных пород и отбитой руды для трех условных периодов

выпуска; 3 – границы прорыва пустых пород в выпускное отверстие;

4 – условные фигуры выпуска (эллипсоиды вращения) для условных

периодов выпуска руды; 5 – выпускное отверстие (дучка, окно и др.)

Влияние оборудования на процесс доставки руды весьма

существенно. Чем меньше емкости доставочных сосудов, тем

эффективнее усреднение руды в процессе ее доставки. Выделяют

следующие виды доставки:

6скреперную (емкость скребка 0,1-1,06м

);

6питателями в вагонетки емкостью 1,0-3,06м

;

6погрузочными машинами (емкость ковша 0,3-5,06м

);

6погрузодоставочными машинами (ПДМ) емкостью 3,0-10,06м

;

6самоходными вагонами и самосвалами (емкость кузова 5,0-256м

Сортировка руды по качеству может производиться за счет

разгрузки в два или более разных рудоспусков (рис.5.5). Проходятся

специализированные рудоспуски под руду определенного диапазона

содержаний ПК. Разделение рудопотоков позволяет на

последующих этапах управлять их качеством.

Усреднение руды можно проводить и в подземных

горных6выработках. Один из вариантов – выкладка усреднительных

штабелей при отработке рудных залежей камерно-столбовыми

системами (рис.5.6). Руда после погрузки экскаватором от груди

забоя, самосвалом доставляется в уже отработанную камеру. В ней с

помощью бульдозера организуется штабель с горизонтальной

отсыпкой руды. Экскаватор с другой стороны штабеля ведет

ПДМ

1 2 3

Рис.5.5. Сортировка руды на горизонте доставки разгрузкой

в специализированные рудоспуски для богатой (1), средней (2)

и бедной руды (3)

черпание и отгрузку руды вертикальными слоями. Благодаря этому

происходит усреднение рудопотока – перемешивание руды с

различным содержанием ПК.

При управлении выпуском и доставкой руды за счет

компьютерного регулирования доставки из планируемых

выпускных отверстий (дучек, ортов-заездов и др.) работы

выполняются в следующем порядке (рис.5.7):

1.6В компьютер поступает информация о содержании ПК в

неотбитой руде, полученная в результате анализа проб при бурении

взрывных скважин в секции, подлежащей выпуску. Среднее

содержание ПК, определенное статистической обработкой,

принимается за планируемое, постоянно поддерживаемое в период

выпуска секции, а также служит для корректировки месячных и

годовых планов горных работ.

2.6Датчики контроля содержания ПК, установленные

непосредственно в выпускной выработке, постоянно определяют

содержание ПК в руде, поступающей на доставочную выработку

(орт-заезд). Они позволяют определять содержания ПК в руде на

ковш вперед. Эта информация подается в компьютер.

3.6После анализа и обработки по специально созданной

программе информации о содержании ПК в руде, выпущенной на

орты-заезды, а также о содержании ПК в предыдущих порциях

(содержится в памяти компьютера) и информации о состоянии

отбитого, выпускаемого массива (понижение поверхности контакта

руды и вмещающих пород) на монитор, установленный на пункте

разгрузки (погрузки) или на ПДМ, выдается команда для

Рис.5.6. Усреднение рудопотока при камерно-столбовой системе разработки

1 – горизонтальный усреднительный штабель; 2 – внутрикамерный рудный

столбчатый целик; 3 – забой камеры

машиниста: из какого погрузочного заезда (выпускной выработки)

брать следующую порцию руды.

Руда, поступившая в транспортные сосуды (вагонетки),

будет перемешиваться в небольших объемах емкости ковша ПДМ

при разгрузке в рудоспуск. Этим будет сглаживаться спектр

колебаний содержания ПК. Кроме того, диспетчер имеет подробную

информацию о качественных характеристиках рудопотока,

Рис.5.7. Схема усреднения руды в очистном блоке за счет компьютерного

управления доставки ее из планируемых ортов-заездов (В.Б.Мельник):

1-4 – потоки информации по доставочному орту; 5 – накопитель информации;

6 – промышленный управляющий компьютер; 7 – дисплей на пункте разгрузки

(погрузки) руды; 8 – доставочные штреки; 9 – доставочные орты;

10 – орты-заезды (погрузочные орты); A, B, C, D, E, F – датчики – источники

информации о содержании ПК в руде на ортах-заездах (погрузочных ортах)

D E F

A B C