Технические науки/10. Горное дело

к.т.н. Шапошник С.Н., д.т.н. Шапошник Ю.Н.

Восточно-Казахстанский государственный технический университет,

Республика Казахстан

ЗАВисимость прочностных характеристик

закладки от способа приготовления смеси

Применение раздробленных или измельченных в порошок твердых материалов для закладочных работ за счет увеличения поверхности обрабатываемого вещества дает возможность значительно ускорить некоторые процессы, такие как растворение и химическое взаимодействие. Помол материала определяет технологические показатели ряда последующих и взаимосвязанных производств и влияет на качество конечного продукта.

Установлено, что прочностные характеристики закладки существенно зависят от способа приготовления закладочной смеси. Прочность искусственного массива в значительной степени определяется равномерностью распределения в объеме смеси всех ее компонентов, которая в свою очередь зависит от процесса перемешивания. С повышением дисперсности материала возрастает энергия связей между частицами, что находит наглядное выражение в явлении коагуляции. Поэтому для разрушения первичных структур дисперсных систем требуется определенный уровень интенсивности механических воздействий. Осуществить это возможно в специальных смесителях-активаторах, а в последнее время стало актуальным применение шаровых мельниц.

С целью повышения эффективности процесса измельчения в мельницах необходимо создание таких условий измельчения материала, при которых обеспечивается выпуск конечного продукта с заданным гранулометрическим составом без переизмельчения при минимально необходимых энергиях разрушения частиц исходного материала.

Для аналитического описания оптимальных воздействий мелющих тел на измельчаемый материал чаще всего применяется закон Розина-Раммлера-Беннета. Рассчитанные с его помощью теоретические значения близки к экспериментальным данным. Применение обобщенного распределения Розина-Раммлера позволяет повысить точность определения дисперсных характеристик продуктов измельчения, необходимых для прогнозирования свойств материалов и характеристик технологических процессов.

Распределение Розина-Раммлера может быть записано в следующем обобщенном виде:

,

где - характерный размер частиц (мкм); - полином степени m+1.

В рамках научно-исследовательских работ нами на закладочном комплексе Малеевского рудника ЗГОК АО «Казцинк» были проведены лабораторные исследования закладочных смесей и режимов работы шаровой мельницы МШР 36004000 БЗК-2 с различной шаровой загрузкой для определения оптималь-ной загрузки мельницы шарами различных диаметров.

Аппроксимируя полученные экспериментальным путем данные выхода фракций после мельничного помола легкой фракции отходов обогатительного производства и пустой породы, получаем параболическую зависимость отношения выхода фракций в процентах к их крупности, описываемую уравнением регресса b₁ = 47.1763 - 27.4263Δ + 3.7154Δ² с коэффициентом корреляции , что подтверждает достоверность теоретических расчетов по определению дисперсных характеристик продуктов измельчения, необходимых для прогнозирования свойств материалов и характеристик технологических процессов с помощью закона Розина-Раммлера-Беннета.

Таким образом, полученная параболическая зависимость отношения выхода фракций в процентах к их крупности позволяет определять оптимальные режимы работы загрузки и конструктивно-технологические параметры работы мельниц с учетом физико-механических свойств конкретного измельчаемого материала и требований к гранулометрическому составу продуктов измельчения.

Смеси, обработанные в шаровой мельнице, характеризуются более интенсивной динамикой роста прочности при твердении, лучшими условиями гидратации и более высокой полнотой использования активности вяжущего.

Как известно, использование граншлаков молотых в составе закладочных смесей позволяет снизить негативное влияние отходов производства на окружа-ющую среду и значительно сократить расход дорогостоящего цемента при приготовлении закладки на подземных рудниках. При этом в настоящее время необходимо выявить наиболее эффективные способы приготовления гран-шлаков для закладочных смесей и пути активации граншлаков в качестве вяжущих.

С целью выявления наиболее рациональных способов приготовления граншлаков для закладочных смесей нами на БЗК-1 Малеевского рудника ЗГОК АО «Казцинк» были проведены исследования процесса измельчения граншлаков в шаровой мельнице МШР 27002800.

В результате обработки полученных данных по определению оптимальной загрузки мельницы шарами различных диаметров при измельчении доменных граншлаков методами математической статистики нами получена экспоненциальная зависимость отношения выхода фракций граншлака в процентах к их крупности, описываемая уравнением регресса b₁ = 84,6333exp(-1,4398∆) с коэффициентом корреляции , что дает возможность определить оптимальные режимы работы загрузки и конструктивно-технологические параметры работы мельниц с учетом физико-механических свойств конкретного измельчаемого материала и требований к гранулометрическому составу продукта измельчения.

В результате проведенных опытно-промышленных работ установлено, что общая масса шаров в мельнице составляет 30 т с количественным составом шаров: шары диаметром 60 мм - 9,9 т (33%); шары диаметром 50 мм - 12,3 т (41%); шары диаметром 40 мм - 5,1 т (17%); шары диаметром 30 мм - 2,7 т (9%).