Технические науки/10. Горное дело

Зейнуллин А.А., Сакенов М.Д., Кайназаров А.С., Малыбаев Н.С.

Жезкаганский государственный университет, Казахстан

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

Показатели стабильности работы рудника

по качеству и производительности

Стабилизация качества полезного ископаемого [1-4] представляет собой многостадийный процесс формирования однородного состава ископаемого при его добыче и переработке. Стабилизация качества полезного ископаемого – понятие более общее, чем усреднение, которое представляет собой процесс смешивания объемов разнокачественного минерального сырья в определенных пропорциях с целью выравнивания (усреднения) их состава.

В работах [4, 5, 6, 7] динамическую составляющую изменчивости качества рудопотоков определяют с помощью понятий и аппарата теории случайных функций. При этом частотные характеристики изменчивости оценивались с помощью корреляционных функций, спектральных плотностей, структурных функций и других понятий теории случайных функций. Коэффициент усреднения при данной схеме не является детерминированной величиной и рассматривается как реализация сложной случайной функции.

Коэффициент усреднения представляется в виде

; (1)

(2)

Уменьшение частоты колебаний при усреднении обеспечивает большую однородность качества или большую стабильность выходного рудопотока. Естественно, что для обогатительной фабрики благоприятнее низкочастотный рудопоток, так как при нём проще и оперативнее можно осуществлять управление процессами.

В работе [6] для планирования работы рудника в режиме стабильного усреднения предлагается использовать целевую функцию в виде минимума суммарного квадратического отклонения фактического содержания компонента от планового за период планирования. Эта целевая функция имеет вид

(3)

где t = 1,…, T – периоды времени планирования;

x_t – фактическое значение свойства полезного ископаемого в период планирования;

x₀ – плановое значение свойства.

На подземных рудниках применяют систему этажного принудительного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами [5]. Рудное поле разделено на секции. Для каждой пары секций была установлена зависимость изменения содержания Р₂О₅ в процессе выпуска рудной массы А.Ф. Ермолин сформулировал и решил с помощью ЭВМ задачу посменного формирования общерудничного потока постоянного качества в течение месяца. В формализованном виде эта задача сводится к составлению месячного плана выпуска руды из воронок по сменам и оптимизации выпуска с точки зрения постоянства качества в общерудничном потоке:

, (4)

где — средневзвешенное содержание полезного компонента при выпуске руды из воронок в течение месяца;

М_пл — плановое содержание полезного компонента;

N — число отработанных в течение месяца смен;

n — количество выпускных воронок в секции.

Для отражения динамики изменения содержания рудопотока поступающего на обогатительную фабрику из шахты предлагается критерий стабильности работы рудника по качеству и производительности учитывающий отклонения содержания меди от планового и от его средней по горно-техническим возможностям производительности позволяющий планировать и анализировать работы рудника.

Для условий Жезказганского месторождения, которое характеризуется фактически одним типом руд (медистые песчаники) и основным полезным компонентом (медь), предлагается следующий показатель стабильности работы рудника по качеству отгружаемой на обогатительную фабрику руды

(5)

где t = 1, …, T – периоды времени планирования;

a_срt - содержание меди в рудничном рудопотоке в t-й период (месяц, год);

a_пt - плановое содержание меди в отгружаемой руде в t-й период (месяц, год).

Чем ближе К_{ст_кач} к 1, тем стабильнее работа рудника по качеству отгружаемой на обогатительную фабрику руды.

Показатель стабильности работы рудника по производительности для условий Жезказганского месторождения

(6)

где t = 1, …, T – периоды времени планирования;

Q_срt - отгрузка руды в t-й период (месяц, год);

a_пt – план рудника по руде в t-й период (месяц, год).

Чем ближе К_{ст_пр} к 1, тем стабильнее работа рудника по производительности.

В качестве обобщенного показателя стабильности рудника может применять следующий показатель стабильности, представляющий собой произведение двух предыдущих показателей стабильности

К_{ст_}=К_{ст_кач}·К_{ст_пр}, (7)

Чем ближе К_ст к 1, тем стабильнее работа рудника в общем.

В заключение отметим, что применение предлагаемых критериев стабильности работы рудников для условий Жезказганского месторождения в целом по горнорудной отрасли республики будет неправомерно. Горнорудная отрасль республики характеризуется большим (несколько порядков) разбросом значений производительности рудников, разнообразными видами руд и содержащихся в них ценных компонентов. Средние значения содержания ценных компонентов в рудах также могут отличаться в десятки и сотни раз. В этих условиях применение показателей стабильности основанных на абсолютных отклонениях качества и производительности нельзя считать правильным.

Литература:

1. Ломоносов Г.Г. Горная квалиметрия. – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2000, 201 с.

2. Кожиев Х.Х., Ломоносов Г.Г. Рудничные системы управления качеством минерального сырья. –М.: МГГУ, 2005. – 292 с.

3. Каплунов Д.Р., Манилов И.А. Стабилизация качества руды при подземной добыче. М., Недра ,1983, 236 с.

4. Зайрайский В.Н., Николаев К.П., Казанский К.В. Усреднение руд. М., «Недра», 1975. 296 с.

5. Зарайский В.Н. Некоторые вопросы теории усреднения железорудного сырья. – «Сб. Вопросы маркшейдерского дела», ВИОГЕМ, Белгород, 1969.

6. Зарайский В.Н., Крымский В.В. Основные положения методики расчета внутрикарьерного усреднения качественного состава желзорудного сырья при проектировании горных предприятий. – «Сб. тр. ВИОГЕМ», Белград .1971.

7. Бастан П.П., Азбель Е.И., Ключкин Е.И. Теория и практика усреднения руд. –М.: Недра, 1979, 255 с.