книги из ГПНТБ / Хартович, Ю. И. Вибрационный выпуск руды

заглубленной части площадки, начиная от передней точки заглубления, кривая амплитуды колебаний выполаживается.

По длине виброплощадку можно разделить на две части согласно функциям, которые они выполняют. Заглубленная часть выпускает материал, а передняя часть виброплощад­ ки транспортирует его. Значительная доля колебаний теря­ ется на менее загруженной части — транспортирующей, тогда как на заглубленном участке, испытывающем макси­ мальное давление материала, потеря колебаний незначи­ тельна.

Исследованиями по определению влияния высоты слоя на амплитуду колебаний виброплощадки было установлено, что амплитуда колебаний заглубленной части виброплощад­ ки (кривые 1, 2, 3, рис. 24) с увеличением высоты обрушен­ ного на площадку слоя руды уменьшается, а кривые имеют тенденцию к выполаживанию. Амплитуда колебаний транспортирующей части виброплощадки (кривые 4, 5, 6, 7, рис. 24) с увеличением высоты слоя также снижается.

Определение области распространения вибрации

вобрушенную среду

Внастоящее время в связи с накоплением информации об основных закономерностях истечения руды при использо­ вании сил вибрации все большее внимание обращается на процесс взаимодействия среды и механизма, работающего на выпуске. Наряду с ранее изученной задачей распростра­ нения вибрации по виброплощадке заслуживает внимания вопрос о распространении вибрации по высоте, решение ко­ торого позволит изучить условия сводообразования, ко­

рации — частоте колебаний 104 гц (1500 кол/мин) и возму­ щающей силе 0,640 кг (10 т). Глубина внедрения вибропло­ щадки составляла 12 см (3 м). Для измерения амплитуды слоя использовали виброизмерительный прибор ВИП-2 со следующими техническими данными: рабочий диапазон частот 12,5— 250 гц, диапазон измерения эффективных зна­

70

чений виброскоростей 0,1— 100 мм/сек, размах вибросмеще­

ний 2— 1000 мк.

При исследованиях было осуществлено две серии опытов. Датчик прибора располагали через определенные промежут­ ки по вертикали над заглубленной частью виброплощадки на расстоянии 2,5 м от защемленного конца.

В первой серии опытов датчик помещали на высоте от 12 см (3 Л1 ) до 36 см (9 м) через каждые 4 см (1 м). В модель на высоту, на которой определялась амплитуда колебаний, засыпали руду, на нее укладывали датчик, включали вибро­ площадку и производили замер. Затем досыпали руду до следующего слоя, размещали датчик сверху, и операции по­ вторялись.

им мь

На рисунке 25 представлено изменение амплитуды коле­ баний слоя рудной массы в зависимости от его расстояния до виброплощадки. Результаты экспериментов свидетель­ ствуют о том, что по мере удаления от виброплощадки виб­ рация в обрушенной руде интенсивно убывает. На расстоя­ нии 3 м от виброплощадки амплитуда уменьшается в 2 раза, а на расстоянии 5 м — в 4 раза.

Во второй серии опытов датчик располагали на высоте 12, 20, 28 и 36 см (3, 5, 7, 9 м), а сверху датчика досыпа­ ли руду на высоту слоя, равную 8, 16, 24 см (2, 4, 6 м) и т. д. При каждой пригрузке замерялась амплитуда колебаний на

71

Г л а в а 5

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИСТЕЧЕНИЕ РУДЫ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СИЛ ВИБРАЦИИ

При разработке месторождений руд цветных металлов-- системами с обрушением одной из причин высоких потерь и разубоживания является малопроизводительный, практиче­ ски неуправляемый и неконтролируемый выпуск руды. Для повышения эффективности технологии этого процесса раз­ работан новый метод принудительного выпуска с использо­ ванием специальных вибрационных питателей. Однако ши­ рокое внедрение этого метода задерживается из-за недоста­ точной изученности основных закономерностей истечения сыпучей среды из выпускного отверстия при воздействии сил вибрации.

Изучение закономерностей истечения руды при вибровы­ пуске в промышленных условиях очень трудоемко, поэтому большое значение приобретают исследования методом моде­ лирования. В последние годы были проведены лабораторные эксперименты [64] по определению активной длины перед­ ней части лотка, сферы влияния выпускного отверстия, па­ раметров воронки внедрения разубоживающих пород, объема выпуска чистой руды, а также исследования законо­ мерностей движения сыпучей среды при торцовом выпуске [65, 66]. Эти опыты проводили в уменьшенном масштабе и без моделирования режима вибрации, в связи с чем перевод, полученных результатов для натурных условий был затруд­ нительным.

Целью наших лабораторных экспериментов, осущест­ вленных способом полного моделирования, было определе­ ние влияния режима вибрации на форму фигуры выпуска и воронки внедрения покрывающих пород, объема чистой ру­ ды, выпущенной до начала разубоживания при площадном

73:

вибровыпуске и воздействия величины заглубления вибро­ площадки на параметры фигуры истечения [67].

Фигура выпуска и влияние режима вибрации на ее параметры

Исследования проводили на модельном стенде, выполнен­ ном в масштабе 1:25. Стенд состоял из моделей очистной камеры, виброплощадки, уложенной под углом 17°, вибро­ механизма с приводом и регистрирующей аппаратуры (см. рис. 15). Влияние передней стенки на результаты выпуска руды было устранено с помощью модельной выпускной вы­ работки, в которую укладывали виброплощадку, а влияние ^боковых стенок — посредством удаления их за зону потока,

образующегося при работе виб­ роплощадки. Параметры пло­ щадки: длина 280 мм (7 м), ширина 48 мм (1,2 м), глуби­ на внедрения 120 мм (3 м). В качестве модельного сыпучего материала использовали рядо­ вую сульфидную руду РиддерСокольного месторождения с масштабом крупности 1:25. Выход фракций материала по крупности в модели соответ­ ствовал выходу фракций в на­ туре.

благодаря их одинаковым размерам, удельному весу и фор­ ме. Модель загружали на высоту 1 м (25 м). Минимальная высота, для которой определяли параметры фигуры выпус­ ка, была 48 см (12 лг). При выходе на площадку жетона, для высотной отметки которого определялись объем и малая полуось фигуры выпуска, выпуск прекращали, выключая площадку. Выпущенный материал взвешивали и на послой­ ных картах-планах отмечали вышедшие жетоны. Получая

■74

таким образом горизонтальные сечения фигуры выпуска и их высотные отметки, строили сечения фигуры в вертикаль­ ной плоскости. Исследованиями установлено, что истечение руды происходит из фигуры, состоящей из двух усеченных эллипсоидов вращения, имеющих общую малую, но раз­ личные большие полуоси (рис. 27).

Изучение влияния возмущающей силы на параметры фи­ гуры выпуска проводили при четырех значениях возмущаю­ щей силы — 0,384, 0,512, 0,640 и 0,770 кг (соответственно для натурных условий 6, 8, 10, 12 т), соблюдая постоянное зна­ чение частоты колебаний площадки 83 гц (1200 кол/мин).

Изменение возмущающей силы в варьируемых пределах не влияет на форму фигуры истечения, а объем ее при посто­ янном значении высоты слоя изменяется не более чем на

10% (табл. 9).

Таблица 9

Объем фигуры выпуска в зависимости от величины возмущающей силы

* В числителе приведены значения для лабораторных усло­ вий, в знаменателе — для натурных.

Влияние частоты колебаний на параметры фигуры вы­ пуска исследовали при частотах 83, 104 и 125 гц (1200, 1500 и 1800 кол/мин) при постоянном значении возмущаю­ щей силы 0,640 кг (10 г). С изменением частоты колебаний виброплощадки величина объема фигуры выпуска при по­ стоянном значении высоты колеблется в незначительной «степени (табл. 10).

75

Таблица 10'

Объем фигуры выпуска в зависимости от частоты колебаний

После обработки опытных данных были получены функ­ циональные зависимости малой полуоси фигуры выпуска отобрушаемой высоты. Поскольку величина объема фигуры выпуска при различных режимах вибрации изменяется не­ значительно, а результаты, найденные из функциональных зависимостей, близки по своим значениям, то для определе­ ния величины малой полуоси можно пользоваться усреднен­ ной зависимостью

Для практических целей при определении объема фигу­ ры выпуска можно пользоваться упрощенной формулой

76

Получаемые незначительные расхождения (до 10%) в подсчете объема фигуры выпуска по формуле (75) и экспе­ риментальным данным позволяют пользоваться этой форму­ лой при определении объема фигуры истечения.

На рисунке 28 приведены усредненные кривые объемов

фигуры истечения при вибрационном и гравитационном способе выпуска руды. Из рисунка видно, что объем фигуры истечения при вибрационном выпуске руды больше, чем при гравитационном. Для оценки степени влияния вибрации на объем фигуры истечения предложен [64] сравнительный ко­ эффициент K q объемов выпуска руды до начала разубоживания, представляющий собой отношение объема фигуры истечения, получаемого с использованием вибрации, к со­ ответствующему объему при гравитационном выпуске. Исследованиями установлено, что сравнительный коэффици­ ент в интервале моделируемых высот (12— 25 м) изменяется от 1,17 до 1,42, причем с увеличением высоты сравнитель­ ный коэффициент снижается (рис. 29).

Это положение можно объяснить так. Найдено, что ко­ лебания распространяются на высоту 3— 5 м от вибропло­ щадки. Эллипсоид выпуска, имеющий высоту, равную высо­ те распространения колебаний, назовем эллипсоидом рас-

77

пространения вибрации. Только в пределах этого эллипсоида происходит уменьшение угла внутреннего трения, т. е. улуч­ шение сыпучих свойств руды. Объем эллипсоида распрост­ ранения вибрации больше объема эллипсоида равной высо­ ты при гравитационном выпуске и остается практически постоянным при любой высоте выпускаемого слоя.

С увеличением высоты объем эллипсоида разрыхленияувеличивается, а следовательно, возрастает и количествочастиц, одновременно подходящих к выпускному отверстию.. Поскольку величина объема эллипсоида распространения вибрации постоянна, то не все частицы могут одновременно попасть в него и поэтому накапливаются у поверхности эллипсоида распространения вибрации. При этом коэффи­ циент вторичного разрыхления снижается, что является причиной уменьшения с увеличением высоты пропорцио­ нального прироста объема фигуры истечения, а отсюда и снижение с увеличением высоты сравнительного коэффици­ ента объемов выпуска руды.

Так как вибрация распространяется больше по вертика­ ли, чем по горизонтали, то накопление частиц идет больше в вертикальном направлении, тем самым сужая фигуру исте­ чения в нижней части. Поэтому нижняя часть фигуры исте­ чения при вибровыпуске более вытянутая в вертикальной, плоскости, чем верхняя.

Воронка внедрения покрывающих пород и зависимость ее параметров от режима вибрации

Из теории выпуска известно [68, 69], что поверхность, контакта руды с покрывающими породами первоначальна прогибается, затем углубляется и принимает форму воронки. Появление частиц породы в выпускном отверстии означает окончание выпуска руды из фигуры истечения и начало^ разубоживания. Установление закономерностей образования воронки имеет и теоретическое, и практическое значение,, так как позволяет определить природу образования и вели­ чину потерь и разубоживания руды.

Чтобы найти форму кривой, образующей воронки внед­ рения, и установить влияние режима вибрации на ее пара­ метры, моделировали те же значения возмущающей си­ лы и частоты колебаний, что и при исследовании фигуры выпуска. Длина площадки составляла 280 мм (7 м) при глу­ бине внедрения 120 мм (3 м).

При проведении опытов модель заполняли на высоту 1 лг (25 лг) рудой, на которую засыпали дробленый кирпич, иг приводили в действие виброустановку. Когда на площадке-

78