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

воронки внедрения покрывающих пород на всех слоях пред­ ставляет собой круг.

Величина радиуса воронки внедрения покрывающих по­ род при изменении возмущающей силы и частоты колебаний

варьирует в незначительных пределах (табл. 11, 12), что дает основание считать радиус воронки независимым от режима вибрации.

Этим обстоятельством еще раз подтверждается положение о том, что объем фигуры истечения при *" выбровыпуске не зависит от режима виб­

рации.

После математической обработки дан­ ных лабораторных работ были получены функциональные зависимости радиуса во­ ронки внедрения покрывающих пород для различных значений обрушаемой высоты:

Рис. 31. Номограмма для определения радиуса во­ ронки внедрения.

S0

внедрения покрывающих пород. Для ускорения вычислитель­ ных работ при определении радиуса воронки внедрения по­ строена номограмма (рис. 31).

Параметры фигуры выпуска в зависимости от глубины внедрения виброплощадки

Вибраторы, как правило, подвешивают на разгрузочных концах вибрационных питателей. В связи с этим амплитуда колебаний виброплощадки с удалением от вибратора умень­ шается и на каком-то расстоянии колебания практически за­ тухают. Поэтому глубина внедрения виброплощадки, т. е. величина той части виброплощадки, которая активно воздей­ ствует на истечение сыпучей среды, будет оказывать влияние на параметры фигуры выпуска.

Влияние глубины внедрения виброплощадки на парамет­ ры фигуры выпуска исследовалось при постоянном режиме вибрации. Руду загружали в модель на высоту 1 м (25 м). Через 8 см (2 м) по высоте укладывали жетоны — ярко окра-

аи

шенные пронумерованные частицы той же руды. При выхо­ де на площадку жетона со слоя, для высотной отметки кото­ рого определяли параметры фигуры выпуска, выпуск пре­

Г л а в а б

ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ НА ПОКАЗАТЕЛИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПРИ ВИБРАЦИОННОМ ВЫПУСКЕ РУДЫ*

Определение извлечения чистой руды, выпущенной до начала разубоживания

Основными параметрами систем разработки, влияющи­ ми на результаты выпуска руды с применением вибромеха­ низмов, являются высота блока Н, расстояние между доставочными выработками L x, расстояние между смежными виб­ роплощадками L2 , ширина виброплощадки и глубина внед­ рения ее в навал отбитой руды. В зависимости от высоты вы­ пускаемого слоя Н и расстояний между доставочными и вы­ пускными выработками L\, L2, определяющих площадь отбитой руды, приходящейся на одно выпускное окно, исте­ чение руды при площадном выпуске может происходить с обособленными фигурами выпуска или со взаимным пересе­ чением их.

При расстоянии между осями виброплощадок L2 боль­ шем, чем малая ось 2b фигуры выпуска, контуры смежных фигур выпуска не пересекаются и истечение происходит обо­ собленно. При этом высота рудных гребней, остающихся между выйускными окнами, равна высоте выпускаемого слоя. Обособленный выпуск наблюдается и тогда, когда рас­ стояние между виброплОщадйамй равно малой оси фигуры выпуска (L2 = 2b) и высота выпускаемого слоя равна крити­ ческой высоте (H = h Kр). В этом случае контуры фигуры выпуска лишь касаются друг друга, а высока гребней руды между выпускными окнами равна высоте касания (рис. 34). Следует добавить, что если расстояния мегйду доставочными и выпускными выработками равны L x— L2, то фигура выпус­ ка наиболее полно вписывается в параллелепипед столба ру­ ды, приходящейся на одну виброплощадку, и гребни, остав­ шиеся между выпускными окнами, по сравнению с гребнями

вранее описанных случаях являются наименьшими.

*Глава написана' совместно с А. П. Вёрезовским. ;

83

Если рассматривать выпуск руды из одиночного отвер­ стия, который аналогичен выпуску с обособленными фигура­ ми, то объем фигуры истечения будет характеризовать выход

Рис. 34. К расчету количества чистой руды.

чистой руды. После ее выхода начинается разубоживание. Объем фигуры истечения достаточно точно можно опреде­ лить по формуле

Q = -J- кЪ2(аг + а2) или Q = -|- ъЪ2Н ,

При условии полного вписывания фигуры выпуска в па­ раллелепипед обрушенной руды, приходящейся на одну виб­ роплощадку, с изменением расстояний между доставочными и выпускными выработками и соответствующими изменени­ ями высоты выпускаемого слоя Н обрушенной руды величи-

84

на извлечения чистой руды постоянна и составляет в среднем

52% (табл. 13).

После выпуска чистой руды Q оставшиеся запасы Р в гребнях выпускаемого слоя могут быть найдены из выраже­

При дальнейшем выпуске часть этой оставшейся в греб­ нях руды Р из-за внедрения обрушенных налегающих пород может быть извлечена только с разубоживанием, а остальная часть, выпуск которой нецелесообразен, теряется в недрах.

При выпуске руды с равномерным режимом и пересека­ ющимися фигурами выпуска опускание контакта отбитой руды с породой вследствие взаимного влияния смежных виб­ роплощадок происходит горизонтально до так называемой критической высоты Лкр по всей выпускаемой площади.

Начиная с критической высоты истечение чистой руды про­ должается аналогично выпуску с обособленными фигурами истечения, т. е. с образованием воронки внедрения налегаю­ щих обрушенных пород, вплоть до выхода их на вибропло­ щадку. Критическая высота при этом может быть определена по уравнению

пуска.

При условии, когда расстояние между виброплощадкам* меньше или равно расстоянию между выработками доставки, т. е. LssSL,, а обрушаемая высота больше критической — H > h Kр , объем чистой руды Q, выпускаемой каждой вибро*

площадкой, равен сумме объемов рудного параллелепипеда с высотой Н—Лкр и основанием L2-L\ и критического эллип­

соида выпуска:

Если же расстояние между виброплощадками больше расстояния между выработками доставки (L2>L\), то крити­ ческий эллипсоид выпуска будет усечен вертикальными плоскостями, проходящими по осям доставочных выработок и отстоящими друг от друга на расстоянии L\. Тогда выпуск чистой руды Q можно найти по уравнению

85

Остатки отрабатываемого слоя после выпуска чистой ру­ ды для рассмотренных случаев составят при

(81)

(82)

Приведенные зависимости получены в результате иссле­ дования вибровыпуска на модели при постоянном режиме вибрации — частоте колебаний 104 гц (1500 кол/мин) и воз­ мущающей силе 0,640 кг (10 т). Расстояние между вибро­ площадками изменяли через 1 м в пределах 5—9 м с соот­ ветствующими изменениями высоты выпускаемого слоя от 15 до 60 м. Длина виброплощадки составляла 28 см (7 лг) при глубине внедрения 12 см (3 м), что обеспечивало макси-

Рис. 35. Зависимость выхода чистой руды, выпущенной до начала разубоживання, от расстояния между виброплощадками при высоте обрушаемого блока: 1— 15 м, 2— 20 м, 3— 25 м, 4— 30 м, S— 35 л(, 6— 50 м,

7 — 60 м.

Расстояние мгжао виброплшцшамн , м

мальное развитие фигуры выпуска. Ширина виброплощадки и расстояние между доставочными выработками при про­ ведении опытов оставались неизменными — соответственно 48 мм (1,2 м) и 28 см (7 м). Блок, из которого с помощью двух виброплощадок выпускалась руда, имел вертикальные стенки и форму правильного параллелепипеда. Режим вы­ пуска был равномерно-одновременный, т. е. выпуск прово­ дился одновременно двумя виброплощадками с одинаковой производительностью, что обеспечивало горизонтальное опу-

86

■скание контакта руды с налегающими породами до критиче­ ской высоты.

С увеличением расстояния между виброплощадками абсолютная величина выхода чистой руды возрастала при любом значении высоты выпускаемого слоя. Однако в про­ центном отношении к запасам слоя выход чистой руды сни­ жался (рис. 35). В другом случае, когда расстояние между виброплощадками было постоянным, а высота выпускаемо­ го слоя увеличивалась, выход чистой руды также повышался и по абсолютному значению, и в процентном отношении. Объясняется это тем, что при росте высоты выпускаемого слоя увеличивается объем руды, извлекаемой при горизон­ тальном опускании ее контакта с налегающими породами. Наибольший выход чистой руды наблюдается при меньших расстояниях между виброплощадками, изменяясь от 54 до 90% при изменении высоты выпускаемого слоя от 15 до 60 м. Однако вариант с меньшими расстояниями между виб­ роплощадками не является лучшим, так как вслед за вы­ пуском чистой руды возможен еще выпуск с разубоживанием, что в конечном итоге определит степень полноты извле­ чения запасов выемочного участка и эффективность самого варианта.

Закономерности изменения потерь и разубоживания руды

После выпуска чистой руды оставшаяся ее часть может в дальнейшем извлекаться только с разубоживанием, причем эти остатки в зависимости от высоты выпускаемого слоя и расстояния между осями виброплощадок составляют от 10 до 40% запасов слоя. Следует особо подчеркнуть, что абсо­ лютная величина остатка зависит только от параметров раз­ мещения виброплощадок L\ и L% и для одних и тех же их значений остается постоянной независимо от высоты выпус­ каемого слоя (рис. 36), но в процентном отношении доля остатка по мере роста высоты слоя снижается. С увеличени­ ем расстояния между виброплощадками при одной и той же высоте выпускаемого слоя остаток в гребнях возрастает как по абсолютному значению, так и в процентном отношении к запасам слоя. Оставлять такое количество руды в недрах (имея в виду полноту извлечения сырьевых запасов) недо­ пустимо, а извлекать ее можно только с разубоживанием, В связи с этим возникает необходимость в установлении пре­ дела целесообразного извлечения этого остатка.

Таким пределом следует считать критическое среднее бортовое содержание а кр полезного компонента, при кото-

87

ром, разрабатывая месторождение, не получают ни прибыли,, ни убытка [70]. Критическое среднее бортовое содержание — это наименьшее содержание полезного компонента, с кото-

Рис. 36. Зависимость остатка ру­ ды выпускаемого слоя от расстоя­ ния между виброплощадками при высоте обрушаемого блока: 1 —

15 м, 2—20 м, 3— 25 м, 4— 30 м„

5 — ЗЪм.

Расстояние me* au вибРоллшшмн, М

рым руду включают в подсчет запасов (т. е. бортовой лимит). Исходя из заданного значения критического среднего бортового содержания основного полезного компонента и содержания его на различных участках месторождения или блока, всегда можно определить средневзвешенное содержа­

ние аср по формуле

Зная средневзвешенное содержание аор основного полез­ ного компонента в 1 труды в недрах, можно определить по­ казатель разубоживания, при котором добытая рудная масса будет удовлетворять заданному плановому содержа­ нию апл по полезному компоненту. Разубоживание принято выражать как отношение количества примешанной породы к общему количеству добытой рудной массы. Однако устано­ вить количество примешанной породы в добытой руде почти невозможно, поэтому величину разубоживания находят уче­ том снижения содержания полезного компонента в добытой рудной массе по сравнению с содержанием его в недрах. Тогда коэффициент разубоживания Rc, определяемый по со­

88

держанию полезного компонента при примешивании пустых пород, будет

Расчетами установлено, что для условий Лениногорского комбината руда без прибыли и без убытка может извле­ каться с коэффициентом разубоживания Д с, равным около. 50%. Этот показатель был использован нами при лабора­ торных исследованиях по определению потерь и разубожива­ ния при вибровыпуске остатка руды в гребнях после выпус­ ка чистой руды.

Опыты проводили при том же режиме выпуска и при тех же изменениях расстояния между виброплощадками L2 и

Рис. 37. Зависимость выхода руды и породы от расстояния между виброплощадками: 1 — 5 м, 2— 6 м, 3— 7 м, 4— 8 м.

высоты выпускаемого слоя Н, что и при вибровыпуске чистой руды. Остаток руды выпускался дозами, численно равными сменной производительности виброустановки. Разубоживание в последней дозе составляло 50%. Определение разубо­ живания в каждой выпущенной дозе проводили путем отбо­ ра и взвешивания вышедшей породы П и руды Qp. Коэффи­

циент разубоживания R подсчитывали как отношение количества примешанной породы к количеству выпущенной рудной массы QV+T1, т. е.

89-