Тогизбаева Б.Б., Кенесбек А.Б.

Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

Обоснование актуальности оптимизации переработки рудной массы

Развитие идеи оптимизации процессов переработки рудной массы при современном уровне развития горно-транспортного производства является актуальным на новом этапе формирования теоретических основ анализа переработки горной массы. Оптимизация производственного процесса предполагает аналитическое и геометрическое описание закономерностей, присущих определенному этапу горно-транспортной деятельности предприятия. В этом отношении цель, стоящая перед оптимизацией процесса, аналогична цели, стоящей при оптимизации разработки карьеров – выявление закономерностей и использование их в информационных технологиях.

При длительном аккумулировании рудной массы происходит слеживаемость сыпучего материала при отсыпке его на наклонную поверхность горно-транспортного оборудования. В практике горно-транспортного производства слеживаемость проявляется при загрузке бункеров, подвижного состава, формировании рудных складов различного функционального назначения как в карьерах, так и на горно-обогатительных предприятиях. Предотвращение слеживаемости рудной массы используется в практике переработки и обогащения руд черных и цветных металлов. Для повышения эффективности оптимизации процесса переработки рудной массы в производстве разработаны способы и средства на основе использования гравитационных сил, тангенциальной и нормальной вибраций.

В условиях горно-транспортного производства процесс оптимизация процесса переработки рудной массы рассматривается в трех направлениях: оптимизация сепарации горной массы в дробилках; разработка способов и средств, обеспечивающих сыпучесть рудной массы; рудоподготовка материала перед его обогащением. Согласно анализа научных работ, исследования по этим направлениям проводятся неравномерно, что вполне отражает недостаточную степень изученности процесса оптимизации в горно-транспортного производства. Несмотря на то, что явление слеживаемости горной массы известно в технической литературе уже давно, физический механизм этого явления не раскрыт и математически не описан. Это определяет научную актуальность вопроса.

Основная закономерность слеживаемости рудной массы отчетливо просматривается при визуальном анализе поверхности горно-транспортного оборудования: мелкие пылевидные фракции руды непосредственно соприкасаются с поверхностью бункеров, подвижного состава. Однако для решения широкого круга инженерных, технологических и экологических задач необходимо знать изменение гранулометрического состава, пористости, коэффициента фильтрации, насыпной плотности руды и других показателей по всему объему бункера.

На горно-обогатительных предприятиях выявлена устойчивая статистическая закономерность: качественные показатели мелких пылевидных фракций рудной массы значительно отличаются от соответствующих характеристик в крупных фракциях. Это обстоятельство необходимо использовать при разработке технологии переработки руды, основой которой являются подвижность рудной массы. В этих условиях знание законов сыпучести приобретает важное практическое значение.

Таким образом, оптимизацию процесса переработки горной массы при транспортировке следует считать актуальной научной задачей, имеющей важное практическое приложение.

Объектом исследований в работе являются горно-транспортное оборудование, бункера, а предметом исследований выступает оптимизация процесса переработки рудной массы при аккумулировании в горно-транспортных емкостях.

Результаты оптимизации процесса переработки рудной массы рекомендуется использовать при разработке технологических схем транспортировки горной массы, расчете параметров наклонных поверхностей горно-транспортного оборудования, технологических параметров схем рудоподготовки в карьерах, учитывающих взаимосвязь качества рудной массы с его гранулометрическим составом, что обеспечивает улучшение качества сырой руды и повышает безопасность работ при транспортировке руды.

При движении потока мелкодробленой руды по поверхности горно-транспортного оборудования происходит рассредоточение горной массы на три составляющие:

- фракции, заполняющие пустоты в сыпучем материале;

- фракции, оставшиеся на поверхности за счет сил трения;

- сыпучий материал, продолжающий движение по откосу в соответствии с законами динамики.

Исходя из этого основное уравнение представлено следующим образом:

, (1)

где Q – рудная масса, продолжающая движение , м³/с.

– исходный поток материала , м³/с;

– поток материала, заполняющий пустот, м³/с;

– сыпучий поток, на находящийся на поверхности оборудования за счет сил трения, м³/с;

Величина начального потока является исходным параметром, который рассчитывается для каждой аккумулирующей емкости. Величина потока показывает потерю сыпучести рудной массы в бункерах и определяется при выполнении условия, если содержание пылевидных частиц не превышает критических значений.

Литература:

1. Лаптев Ю. В. Горнотехнические факторы, определяющие закономерности процесса сегрегации горных пород при отсыпке отвалов // Маркшейдерия и недропользование. – 2007. - № 1.