Капутин Ю.Е. Информационные технологии планирования горных работ (для горных инженеров)
Подождите немного. Документ загружается.
261
где плотность (Da) в случае автосамосвалов определяется как
Da = n*A*a/X, (10.3)
где: n - число машин, обслуживающих данный участок рудопотока
A - грузоподъемность машины, тн
a - среднее содержание полезного компонента в перевозимой руде, %
X - длина трассы рудопотока, км
В результате вычислений мы получим количество металла, перевезенного по данному участку
рудопотока за время t. В ряде случаев такой сквозной учет и планирование непосредственно по
металлу помогает быстрее ориентироваться в ситуации и выявлять источники потерь металла.
Такие расчеты желательны при планировании горных работ для каждого забоя и каждого
полезного или вредного компонента добываемой руды.
Уравнение можно решать относительно количества автомашин для каждого забоя, задаваясь
требуемым количеством металла и средним содержанием компонентов в руде данного забоя.
Содержание металла в итоговом (суммарном) рудопотоке, поставляемом на переработку,
будет определяться простым суммированием значений, полученных из отдельных забоев.
Например, мы имеем следующую характеристику 3-х добычных забоев (Табл. 10.1., 10.2., рис.
10.3., 10.4.):
Табл. 10.1. Исходные данные по забоям
Показатели Забой 1 Забой 2 Забой 3
Сод. FeOb,%
24.8 30.2 21.5
Сод. S,%
0.05 1.4 2.3
Сод. P,%
0.2 0.3 0.5
Число автомашин
57 4
Длина транспорти-
рования, км
434.8
Средняя скорость груженых автосамосвалов в карьере - 10 км/час, грузоподъемность
автосамосвала - 100 тн. Вся руда доставляется автосамосвалами на обогатительную фабрику.
Табл. 10.2. Результаты расчета рудопотоков
Показатели Забой 1 Забой 2 Забой 3 Поток на ОФ
Плотность потока по
руде,тн/км
125 233.5 83.5 442
То же по Fe
34 71.7 18 123.7
То же по S
0.06 3.25 1.9 5.21
То же по P
0.25 0.7 0.4 1.35
Интенсивность
потока по руде,
тыс.тн/смену
10 18.68 6.68 35.36
То же по Fe
2.72 5.74 1.44 9.9
То же по S
0.01 0.26 0.15 0.42
То же по P
0.02 0.06 0.03 0.11
262
Пример построен на абстрактных данных и демонстрирует возможности расчета
интенсивности рудопотока с учетом качества поставляемой на переработку руды.
Рис. 10.3. Диаграмма Плотности рудопотоков,
1- руда, 2- Fe, 3- S, 4- P
Рис. 10.4. Диаграмма Интенсивности рудопотоков,
1- руда, 2- Fe, 3- S, 4- P
10.3. Качество продукции горного предприятия
Экономическим результатом горного производства является продажа на рынке своей
продукции (концентрата, металла , руды и т.п.) по максимально высоким ценам, дающим
возможность получения прибыли, а следовательно - дохода для держателей акций данного
предприятия. В свою очередь величина прибыли зависит от:
-ситуации и цен на данный вид продукции на рынке;
-себестоимости продукции
и ГЛАВНЫМ ОБРАЗОМ ОТ - качества самой продукции.
Поэтому качеству продукции уделяется самое серьезное внимание на любом производстве, в
т.ч. и на горном.
Качество продукции горного предприятия формируется на всех стадиях исследования и
освоения любого месторождения. Невозможно достичь высокого уровня продукции, имея
некачественный проект или недостаточно подробные и корректные сведения о месторождении,
1st
2nd
3rd
4th
10
20
30
40
50
60
Забой 1 Забой 2 Забой 3 Поток на ОФ
1s
2n
3r
4t
1
2
3
4
5
Забой 1 Забой 2 Забой 3
Поток на ОФ
263
полученные в ходе его геологического изучения. Очень трудно выдержать жесткие допуски на
продукцию, если используются некачественные материалы, оборудование или контрольно-
измерительные приборы. Т.е. невозможно решить проблему высокого "качества" продукции в
"одном, отдельно взятом колхозе", если предприятие вынуждено получать некачественное
оборудование, сырье и комплектующие.
Большое значение для качества продукции имеет жесткое соблюдение регламента,
производственных инструкций и нормативов, технологическая дисциплина, а также правильно
организованный и соблюдаемый порядок планирования , управления и контроля технологического
процесса.
Особое значение эти требования имеют в горной промышленности, где нет единых стандартов
на продукцию, технологические процессы непрерывно перемещаются во времени и в пространстве,
характеристики сырья на входе системы постоянно изменяются (что влечет за собой необходимость
постоянной корректировки параметров всех последующих стадий производства ).
ТАКИМ ОБРАЗОМ, в отличие от обычного промышленного производства СПЕЦИФИКОЙ
ГОРНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ ЯВЛЯЕТСЯ НЕОБХОДИМОСТЬ ПОСТОЯННОЙ НАСТРОЙКИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.
Целью настройки является разработка технологического регламента добычи горной массы на
предстоящий период (смену, сутки, неделю и т.д.) с учетом изменившихся данных о полезном
ископаемом в недрах и требований Обогатительной фабрики к качеству поступающей на
переработку руды. Роль настройки выполняет хорошо известная на карьерах и шахтах система
планирования, подробное рассмотрение которой будет дано ниже.
Объектом управления качеством продукции (руды) является процесс его формирования,
который начинается на стадии изучения месторождения и заканчивается использованием готовой
продукции горного предприятия на последующих стадиях промышленного производства. Для
каждого вида минерального сырья можно подробно рассмотреть все показатели качества и
выяснить степень влияния на них каждой стадии цикла исследования и освоения месторождения.
Ниже приводятся только наиболее общие "недостатки" отдельных стадий, влияющие на
качество добываемой руды и характерные для большинства видов полезных ископаемых.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ изучение месторождений. В ходе геологоразведочных работ обычно
производится громадный объем исследований, составляется большое количество графических и
табличных материалов. Если задание на эти работы было составлено корректно и круг изучаемых
задач очерчен грамотно, то на выходе можно получить очень много действительно полезной
информации.
Однако, большая часть первичной информации не используется в дальнейшем ни проектной
организацией, ни специалистами горного предприятия. Это обстоятельство имеет место часто не от
хорошей жизни, т.к. для обработки громадных массивов первичной информации нужны компьютеры,
а они только недавно начали появляться на наших предприятиях. Кроме того, проектным институтам
вообще было запрещено использовать для геолого-оценочных работ что-то иное кроме "подсчетных
геологических блоков".
Наконец и сами геологические организации не могли из-за отсутствия компьютеров и
необходимых специалистов (их не готовил ни один ВУЗ) качественно обрабатывать первичную
геологическую информацию для получения дополнительных сведений о рудном массиве и более
точной оценки запасов с помощью геостатистических методов, повсеместно используемых на
Западе.
В частности, в геологических отчетах очень мало информации об анизотропии рудных
массивов. Оценка запасов выполняется без использования геостатистики и в большинстве случаев
приводит к завышению количества запасов металлов. Информация передается заказчику в виде
отчетов со множеством ошибок, связанных с бумажной технологией. Компьютерное моделирование
месторождений и геостатистическая оценка запасов в большинстве случаев не производятся.
Таким образом, получаемая от геологов информация не содержит всего требуемого набора
данных, позволяющих проектным организациям и горным предприятиям с максимальной
достоверностью и качеством проводить проектные и плановые расчеты.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ горных предприятий. Все проектирование ведется на укрупненной и
загрубленной геологической информации, в которой единицей запасов считается "подсчетный блок".
Считается, что весь такой блок (объемом в ряде случаев - десятки миллионов куб. м) сложен
однородной рудой одного качества.
264
Государственная система учета запасов минерального сырья не позволяет гибко и часто
изменять кондиции на руду, поэтому все проектирование ведется применительно к жестко
утвержденным запасам для данного (утвержденного) бортового содержания полезных компонентов.
Как правило, проекты составляются задолго до начала работы предприятия и устаревают
очень быстро, особенно при рыночной экономике, когда изменение цен на продукцию ведет к
необходимости оперативного перерасчета практически всех основных проектных решений.
В проектах мало места отводится оптимизации системы контроля и управления качеством
выпускаемой продукции. Система рудопотоков не оптимизируется, что приводит к слабому влиянию
проектных решений на улучшение качества конечной продукции, а следовательно - и на
экономические результаты работы горного предприятия.
РАБОТА горного предприятия. Существующая на большинстве рудников , карьеров и шахт
система планирования горных работ прежде всего ориентирована на достижение заданных объемов
добычи руды. Весь процесс планирования и управления как правило ведется вручную с помощью
бумажной технологии, без глубокого анализа ситуации и быстрого реагирования на
неблагоприятные воздействия различных факторов.
Система опробования во многих случаях не обеспечивает оперативного контроля за
ситуацией с качеством продукции на всех основных стадиях технологического процесса. На
подавляющем большинстве горных предприятий (особенно - в цветной металлургии) на переработку
в результате этого поступает сырье с чрезмерно большими колебаниями содержаний полезных
компонентов, что приводит к практически постоянной работе обогатительного оборудования в
неоптимальном режиме и сверхдопустимым потерям металлов в хвостах обогащения.
10.3.1. Показатели качества руды
В настоящей работе мы исходим из того, что каждое месторождение, каждое горное
предприятие - уникально и имеет свой особенный подход к оценке качества собственной продукции,
расставляя акценты важности там, где считает нужным.
Предлагаемые различными авторами работ по управлению качеством рудного сырья единые
(интегральные, дифференцированные и т.п. ) показатели вряд ли будут когда-либо широко
использоваться.
Мы считаем, что каждое производство должно определить свой набор легко и быстро
контролируемых показателей (например - содержание в руде металлов и вредных примесей),
попытаться установить между ними корреляционную связь и контролировать изменчивость качества
руды по одному или нескольким выбранным показателям.
Таким образом, для достаточно исчерпывающей характеристики качества руды в данной
работе используются и предлагаются следующие показатели качества:
-контролируемые параметры (содержания полезных и вредных
-дисперсия, стандартное отклонение или коэффициент вариации контролируемых
параметров в рассматриваемом периоде.
-автоковариационная (автокорреляционная) функция
Ниже будет показано, как использовать эти показатели качества сырья для моделирования
системы рудопотоков при проектировании, а также - для планирования (настройки) и управления
работой системы горного предприятия.
10.4. Основные этапы формирования систем рудопотоков
Можно выделить 4 стадии формирования систем рудопотоков: геологическое изучение
массива месторождения, моделирование системы рудопотоков на стадии проектирования горных
работ, создание реальной динамической системы рудопотоков, планирование и управление
системой рудопотоков , табл.10.3.
Табл. 10.3. Основные этапы формирования системы рудопотоков горного
предприятия
Этапы Наименование этапа Результаты
1 Геологическое изучение и
моделирование месторождения
Модель месторождения
265
2 Моделирование системы
рудопотоков
Модель системы РП
3 Создание реальной системы
рудопотоков
Реальная динамическая система РП
4 Управление системой РП на
горном предприятии
Удовлетворение потребностей
потребителей продукции горного
предприятия
10.4.1. Геологическое изучение и моделирование массива месторождения
Перед началом первой стадии имеются лишь предположения о наличии промышленных
концентраций того или иного полезного компонента (компонентов) в недрах на данной территории.
После этого проводятся все необходимые стадии геологоразведочных работ (поиски, разведка), в
результате которых формируется информация о наличии или отсутствии руды в этом месте.
Результатом данной стадии чаще всего является геологический отчет о разведке (доразведке)
месторождения, который представляет собой несколько томов текстовых и графических материалов.
Иногда данные о геологическом строении и опробовании залежи представляются на машинных
носителях и пригодны для непосредственной обработки на ЭВМ.
Для того, чтобы с наибольшей достоверностью оценить запасы выявленного месторождения
необходимо провести его геостатистическое исследование, геометризацию и моделирование, в
процессе которых, как правило, используется вся первичная геологическая информация.
Полученная в результате этих практически исследовательских стадий модель подробно описывает
пространственное положение всех составляющих массива месторождения: рудных тел, различных
геологических (геомеханических, гидрогеологических и др.) зон, тектонических нарушений,
топографии и т.п., а также дает в распоряжение специалиста сведения о площадях и объемах
различных объектов модели.
Кроме того, модель описывает все качественные характеристики массива (в т.ч.- руды) в
любой его точке (или блоке требуемых размеров) с указанием вероятности подтверждения такой
оценки.
Из-за необходимости обработки громадных массивов первичной информации эта работа
выполняется на компьютерах.
Этапы такой работы:
1. Ввод первичных данных в компьютер;
2. Статистическая обработка и проверка корректности первичных данных;
3. Геостатистическое исследование массива месторождения;
4. Геометризация и построение блочной модели месторождения с
интерполяцией качественных характеристик руды и литологии;
Итак, в результате данной стадии специалист получает компьютерную модель
месторождения, для каждой 3-х мерной точки (или блока) которой известно:
-объем и тоннаж руды (породы)
-все геологические, геомеханические, гидрогеологические и др. показатели
-вероятность подтверждения этой информации.
10.4.2. Моделирование системы рудопотоков
Эта стадия обычно выполняется в процессе проектирования горных работ в проектных
институтах или непосредственно на предприятиях. При этом, на одной модели месторождения
может быть "проиграно" бесчисленное множество вариантов ее отработки. Поэтому проектировщик,
располагая компьютерной моделью месторождения, должен так смоделировать пространственную
динамическую модель будущего карьера или шахты, чтобы в результате достигалась требуемая
производительность по руде, на переработку поставлялось сырье максимально достижимого
качества, а затраты на добычу руды были бы минимальными.
266
В принятом в СНГ стандарте проектирования горных работ "рудопотоки" в лучшем случае
учитываются, как "грузопотоки". Серьезного моделирования процесса формирования конечного
рудопотока проектируемого предприятия не делается. Более того, расчеты качества руды
существенно загрубляются, т.к. за нижний уровень принимается информация о подсчетном
геологическом блоке, для которого вся содержащаяся в нем руда ( а это иногда - десятки миллионов
тонн) имеет одинаковое (среднее) качество.
Часто рассматривается всего 2-3 варианта динамической модели развития горных работ в
пространстве. Все это происходит из-за отсутствия или недостатка в проектных организациях:
компьютеров и надежных программных продуктов, методологии компьютерного проектирования, а
также некоторого консерватизма в стиле работы проектных институтов и как правило приводит к
существенным ошибкам в оценках и принятии проектных решений.
Между тем на Западе давно существуют и повсеместно используются хорошо
апробированные методология и методы компьютерного моделирования горных объектов.
Большое значение на наш взгляд имеет отдельное моделирование только системы
рудопотоков, ориентированное прежде всего на достижение оптимального уровня качества
получаемой продукции (руды). При этом можно выбрать (или дополнительно обосновать уже
принятые решения) наиболее выгодное (с точки зрения качества конечной продукции) направление
развития горных работ, форму, ориентацию и объем выемочных блоков, высоту уступа, количество
забоев, параметры усреднительных складов и т.п. Особенно это важно для проектирования систем с
достаточно жесткими пространственными и техническими параметрами выемки руды, например -
комбайновая выемка пластов.
Одним из результатов моделирования системы рудопотоков будет также качественно-
количественная схема производства с характеристиками и параметрами преобразования
рудопотоков на каждой технологической стадии и в каждом узле схемы рудопотоков.
Большое значение на этой стадии имеет также правильный выбор схемы и технологии
опробования качества руды, т.к. это устанавливает уровень достоверности исходной информации
для планирования производства в процессе отработки месторождения.
10.4.3. Создание реальной системы рудопотоков
Здесь имеется в виду процесс строительства горного предприятия, в ходе которого модель
системы рудопотоков реализуется в 3-х мерном пространстве и становится реально динамической,
т.е. получает дополнительное измерение - время.
Всегда имеется достаточно отступлений от проекта, в результате чего фактическая схема
будет отличаться от модели. Результатом данной стадии будет доведенная до удовлетворительных
практических результатов система рудопотоков, функционирующая в пространстве и времени, а
также система опробования рудопотоков, контроля и планирования работой горного предприятия.
Этот этап требует чаще всего организаторских усилий производственников и корректировки
некоторых проектных решений. В данной работе он рассмотрен наименее полно, т.к. методология,
используемая здесь, описывается в разделах проектирования, планирования и диагностики системы
рудопотоков.
10.4.4. Обеспечение нормального функционирования системы рудопотоков
Когда карьер или шахта начали выдавать продукцию, на очереди - этап организации
планирования, управления и контроля существующей системы рудопотоков, обеспечивающий
оптимальное и стабильное качество конечной продукции при минимальных издержках производства.
Этот этап является жизненно важным для любого предприятия, тесно связан с экономикой и
требует очень квалифицированного управления. Обычно здесь также широко используются
компьютеры, т.к. часто приходится в чрезвычайно сжатые сроки пересматривать все виды планов по
всем забоям и участкам предприятия (например, при изменении цен на металлы, а следовательно -
бортового содержания в руде).
Важной частью этой стадии является периодическая диагностика работающей системы
рудопотоков и настройка ее на новые параметры в связи с изменившимися геологическими,
организационными или экономическими условиями производства.
267
10.5. Системы рудопотоков на рудниках и шахтах
Впервые в СНГ вопросы управления качеством рудопотоков достаточно подробно и
систематично изложены в работах В.В. Ершова [8], который провел анализ и классифицировал
состояние геолого-маркшейдерского управления системами рудопотоков большого количества
подземных рудников, добывающих преимущественно руды цветных металлов, предложил
классификацию систем рудопотоков и условные обозначения для составления схем рудопотоков
рудников.
В данной работе мы будем придерживаться основных принципов и обозначений,
предложенных В.В.Ершовым, там, где они не противоречат содержанию.
В книге [8] выделяются 3 главных комплекса подземного рудника:
-выпуска и доставки;
-подземного транспорта и подъема;
-наземного транспорта.
В соответствии с принципами системного подхода технологическая схема рудника
рассматривается как система рудопотоков, перемещаемых механизмами или под действием своей
тяжести.
В технологической схеме рудника выделяются следующие основные элементы, оказывающие
воздействие на параметры рудопотока:
-Элементы массива месторождения: Блоки (Б), Забои (З);
-Транспортирующие элементы: подвижные (Тп) и неподвижные (Тн);
-Емкости: подвижные (Еп) или неподвижные (Ен);
-Дозирующие устройства (Дз).
Из этих элементов (некоторые из которых выполняют сразу 2 функции) можно составить
технологическую схему практически любого подземного рудника, что и продемонстрировано в
работе [8] для подземных рудников цветной металлургии.
На основе технологической схемы рудника можно составить также схему формирования
рудопотоков и схему качества руды .
Наиболее важное значение имеет схема формирования рудопотоков, которая содержит
следующие стандартные элементы , определяющие вид преобразования качества рудопотока на
данной стадии:
-перестановка порядка следования элементов потока (П), при которой изменения объема
обычно не происходит. Способностью перестановки обладают только подвижные транспортирующие
элементы;
-аккумуляция элементов рудопотока (А) в емкостях. Иногда соответствует процессу
усреднения качества рудопотока;
-деление рудопотока на порции (Д) в дозаторах и некоторых транспортно-загрузочных
устройствах;
-перемешивание руды в емкостях и др. устройствах (С);
-классификация, т.е. перемешивание с дифференциацией материала по крупности (К), что
почти всегда происходит при аккумуляции рудопотока;
-разделение по сортам (Р), т.е. обособление сортовых рудопотоков;
-усреднение руды на складах (У).
С помощью этих элементарных преобразований можно полностью описать процесс
формирования качества руды от забоя до потребителя. Как и в случае элементов технологических
схем каждый элемент Схемы рудопотоков может выполнять по 2 описанных выше функции
преобразования.
Иногда процесс составления схем формирования рудопотоков и качества руды можно
существенно упростить, если на них показывать только количество преобразователей и количество
единичных потоков на входе/выходе каждого преобразователя [8] . При этом достаточно указывать
только операции ПЕРЕСТАНОВКИ, АККУМУЛЯЦИИ И ДЕЛЕНИЯ.
Анализ полученных схем позволяет определить места наиболее эффективного воздействия
на процесс формирования рудопотока с целью его корректировки.
Одна из основных проблем эффективного функционирования системы рудопотоков -
организация эффективного опробования качества руды на всех переделах, где происходит
268
серьезное преобразование параметров рудопотоков. К сожалению на большинстве подземных
рудников, проанализированных в книге [8], эта работа не организована должным образом, что
естественно не позволяет эффективно управлять процессом формирования оптимального качества
руды.
Так из 31 исследованного подземного рудника забойные рудопотоки опробуют только 19 (в т.ч.
только 9 - с использованием экспресс-методов), блочные и участковые потоки - 10 (4 - экспресс -
методы), поток рудника - 5 (1 экспресс - метод). В то же время в среднем каждый рудник имеет в
своей технологической схеме несколько десятков последовательных преобразований рудопотока от
забоя до потребителя.
Пользуясь описанными выше определениями для подземных рудников, можно создавать
соответствующие Схемы: технологических операций, процесса формирования рудопотоков и
качества руды и для открытых горных работ. На рис. 10.5 показана соответствующая схема для
небольшого карьера .
Нам представляется, что приведенная выше классификация видов преобразования схем
формирования рудопотока и качества руды недостаточно точно аргументирована и оставляет
достаточно много места для домысливания. Например, очень трудно провести черту между
операциями смешивания, классификации и усреднения, которые имеют много общего.
Неоднозначно толкование также операции перестановки.
На наш взгляд существует еще одна очень важная стадия преобразования рудопотока,
которая поддается существенному регулированию и обязательно должна учитываться при
моделировании системы рудопотоков. Речь идет о преобразовании 3-х мерного пространственного
массива рудного тела в практически одномерный временной поток руды. Эта операция
осуществляется регулярно в каждом забое горного предприятия и оказывает сильное воздействие
на процесс формирования рудопотока и качество конечной продукции шахты или карьера.
Это происходит потому, что каждый массив в той или иной степени анизотропен.
Следовательно, свойства (в особенности - однородность) рудопотока из данного забоя будут во
многом определяться направлением горных работ, формой, размерами и ориентацией извлекаемых
блоков руды в пространстве.
Рис.10.5. Схема формирования качества руды на карьере. М - преобразование "массив-поток",
Д - дозирование, С - смешивание, О - объединение, Р - разделение по сортам.
В настоящей работе предлагается учитывать лишь наиболее характерные преобразования
рудопотоков в процессе ведения горных работ.
1. Преобразование "массив-поток", при котором руда в 3-х мерном массиве преобразуется
в практически одномерный поток, разделенный или не разделенный на отдельные порции.
269
2. Можно выделить обратное преобразование, т.е. преобразование "поток¬массив", при
котором рудопоток на складах или в бункерах снова превращается из практически одномерного в 3-х
мерный пространственный объект.
3. Объединение рудопотоков, при котором несколько единичных дискретных или
непрерывных рудопотоков объединяются в один с известным "законом" такого соединения
4. Разделение рудопотока (чаще всего - по сортам), при котором рудопоток по каким-то
критериям (объему или качеству) разделяется на несколько более мелких потоков.
5. Перемешивание руды на складах и в емкостях, в процессе которого происходит
смешивание руды по всему объему емкости или склада.
На наш взгляд этими типами преобразования рудопотока можно обойтись в большинстве
практических ситуаций. В последующих главах отчета приведены основные математические
выражения для расчета параметров рудопотока , получаемых в результате каждого из
перечисленных преобразований.
10.5.1. Качественно-количественные схемы рудопотоков горного предприятия.
На стационарных производствах, например, таких как обогатительное, настройку и контроль
производственного цикла выполняют с участием составляемых качественно-количественных схем
или технологического и товарного баланса. Эти балансы служат для контроля прохождения ценных
компонентов через процесс переработки с целью предотвращения их потерь [18,19,20].
На наш взгляд было бы целесообразно располагать такими балансами и на стадии добычи
руды, что позволило бы целенаправленно настраивать, диагностировать и контролировать процесс
горного производства. В самом деле, мы располагаем достаточно точной информацией о качестве и
количестве добытой в каждом забое руды. У нас есть также точные параметры рудопотока,
поставленного на обогатительную фабрику, которые иногда сильно отличаются от характеристик
руды в массиве.
Таким образом, мы имеем возможность детально проанализировать всю технологическую
цепочку, найти переделы, в которых не выполняется технологический регламент, и устранить
причины искажения параметров рудопотока.
Однако, обогатительное производство, где широко используются указанные виды баланса
имеет свои особенности:
-схема рудопотоков здесь жестко привязана в пространстве к стационарно установленным
механизмам;
-в большинстве технологических операций происходит существенное изменение
характеристик руды (грансостава, влажности, содержания компонентов и т.д.);
-материал обычно мелко раздроблен, что упрощает его опробование;
-часто организуются замкнутые циклы;
-в большинстве операций происходит разделение рудопотока, т.е. "философия"
обогащения - разделение.
В процессе этой стадии переработки руды чаще всего замеряются и контролируются
следующие параметры рудопотока:
-гранулометрический состав (дробление и измельчение);
-содержание компонентов (обогащение);
-влажность (обезвоживание и др.);
-масса руды (при любом ее разделении).
Горное производство характеризуется (в отличие от процесса обогащения) следующими
особенностями:
-руда в большинстве случаев не меняет своих характеристик от забоя до обогатительной
фабрики (за исключением крупного грохочения и первичного дробления при циклично-поточных
технологиях и на подземных работах);
-многие элементы схемы рудопотоков непрерывно перемещаются в пространстве и времени;
-материал - крупнокусковой, что затрудняет его опробование;
-как правило в технологической цепи нет замкнутых циклов;
-чаще всего используется объединение рудопотоков, в результате чего из многих забойных
рудопотоков в итоге получается 1-3 суммарных потока. Таким образом, "философия" рудника -
объединение.
270
В процессе горного производства чаще всего контролируются следующие параметры
рудопотока:
-тоннаж руды на всех стадиях;
-содержания полезных и вредных компонентов;
-иногда: влажность, гранулометрический состав и некоторые другие параметры.
Следовательно, по аналогии с балансами обогатительного производства вполне могут быть
созданы качественно-количественные схемы (ККС) карьера или подземного рудника. Эти схемы
могут быть как двумерные (плоские), так и 3-х мерные привязанные к конкретным пространственным
координатам характерных точек схем рудопотоков (Рис. 10.2).
В общем случае такая ККС представляет из себя граф, состоящий из связей (линий) и узлов,
которые соответствуют пунктам преобразования какого-либо параметра рудопотока, (скорости,
плотности, интенсивности и др.). На этой схеме обозначаются также места и параметры
опробования рудопотоков.
Например, изменение скорости рудопотока происходит при изменении:
-уклона дороги;
-качества покрытия автодороги;
-количеством автосамосвалов на трассе и т.п.
Изменение плотности рудопотока вызывается снижением или возрастанием количества
перевозимой руды на том или ином участке трассы.
Изменение интенсивности рудопотока (если она замеряется в тоннах металла) диктуется
любым изменением условий транспортирования и качества перевозимой руды, т.к. интенсивность -
это комплексный показатель потока.
Каждый узел ККС характеризуется:
-пространственными координатами;
-"законом (функцией) преобразования" того или иного параметра рудопотока, например:
V1=V0-10, N3=exp(1-N2) и т.п.
-другими параметрами, характеризующими например механизм или склад.
Каждая линия (связь) ККС характеризуется:
-основными параметрами рудопотока на данном участке (интенсивностью, скоростью и
плотностью);
-динамическими параметрами (дисперсией и ковариационной функцией).
Для контроля изменчивости параметров рудопотока полезно рассчитывать и использовать
зависимость дисперсии от объема порции. Математический аппарат для получения этой функции
описан в работе [24].
Чаще всего упомянутые выше динамические характеристики рудопотока рассчитываются и
используются при моделировании и диагностике системы рудопотоков. В повседневной работе
горного предприятия обычно нет необходимости в их применении.
10.6. Расчет преобразования рудопотока в узлах модели
В процессе проектирования горного предприятия, после составления календарного плана
отработки месторождения инженер-проектировщик знает достаточно точно:
-характеристику подлежащих извлечению (в тот или иной период времени) руд в массиве,
т.е. функцию изменения качества руды во времени;
-требования потребителей к качеству поставляемой руды;
-количество руды, которое будет поставляться разным потребителям.
Задача состоит в том, чтобы спроектировать такую систему, которая бы с минимальными
затратами решала эти задачи. Для этого необходимо знать алгоритм изменения показателей
качества руды для каждого типа преобразования:
-массив - поток
-поток- массив
-объединение
-перемешивание
-разделение по сортам