книги из ГПНТБ / Ходинов, А. С. Открытая разработка месторождений горно-химического сырья

Среднее содержание полезного компонента в ковше определяется как среднеарифметическое из содержания слоев:

где Sc,к — суммарное содержание полезного компонента в і слоях, попадающих в ковш.

Рис. 23. Варианты развития добычных ра­ бот па карьерах Каратау и схема к под­ счету усреднения качества руды на экска­ вации:

Коэффициент усреднения качества в ковше можно представить как отношение размаха вариации содержа­ ний полезного компонента RKк среднему отклонению Дск

/с sin а sin ß2 (clK — ск)

При развитии горных работ со стороны висячего бока пласта имеем:

R'JI sin (а + ß)

(61)

/с sin а sin ßS (ctK — ск)

Число слоев, пересекаемых ковшом при развитии ра­ бот со стороны лежачего бока пласта, больше, чем со •стороны висячего бока, в X раз.

sin (к + ß)

(62)

sin (а — ß)

При разработке мощных крутопадающих пластов в режиме усреднения, когда относительные потери и разубоживание находятся в пределах допускаемых норм, наиболее целесообразна схема с поперечными заходками и перемещением экскаватора от лежачего бока пласта. Такое же направление необходимо принимать при погрузке руды из усреднительных складов.

Степень усреднения качества добываемого сырья в процессе выемки и погрузки в значительной мере зависит •от ширины ковша экскаватора, экскаваторной заходки и емкости транспортного сосуда.

Экскаваторную заходку максимальной ширины мож­ но условно разделить на шесть зон, расположенных по полуокружности радиуса симметрично оси подвигания экскаватора (рис. 24).

Центральные зоны (1 и /') характеризуются равен­ ством дут и хорд, пересекающих слои-интервалы. Такое соотношение наблюдается в шести слоях-интервалах. Ядро максимальной экскаваторной заходки соответ­ ствует шестикратной ширине ковша экскаватора — 6 Ьп:). В зонах 2 и 2' хорды в 1,6 раза превышают истинную мощность слоя, а в зонах 3 и 3' они проходят парал­ лельно его границам. При погрузке руды из зон 2 и 2' усреднение качества в ковше экскаватора и кузове автосамосвала будет гораздо хуже (в 1,6 раза), чем из зон 1 и Г, а из третьей (зона слоевой погрузки) усред­ нения не будет. Среднее содержание полезного компо­ нента в кузове транспортного сосуда, кроме того, зави­ сит от технологии отработки забоя и соотношения емко­ сти ковша и кузова. По затратам на погрузочно-транс­ портные работы оптимальным отношением емкости ковша и кузова будет 1 : 4, т. е. в кузов автосамосвала

90

необходимо загрузить четыре ковша. Если принять со­ держание полезного компонента в объеме ковша за единичную пробу, то содержание в кузове будет сред­ ним из четырех проб-интервалов. При отработке забоя с последовательным черпанием по всей его ширине {это дает наилучшее сочетание проб) рациональной заходкой

Рис. 24. GxeMa к определению рациональной ширины экскаваторной заходки на карьерах «Каратау» в режи­ ме усреднения качества руд:

&эз — оптимальная ширина экскаваторной заходкн по условиям усреднения извлекаемой руды: /, 2, 3 . . . . 3 ' — зоны черпания; /с — мощность слоя, извлекаемого при черпаншг, вк — ширина ковша экскаватора

добычного экскаватора надо считать забой, объединяю­ щий четырехкратную ширину ковша экскаватора. В этом случае среднее содержание в кузове автосамосвала со­ ответствует среднему в заходке, что очень удобно при оперативном управлении качеством добываемого сырья.

Для определения действительного характера измен­ чивости руд в недрах необходимо пересчитать геологи­ ческие данные на пробы секций равной длины, обеспе­ чивающие достаточную и необходимую точность.

Поскольку при раздельной выемке и усреднении ка­ чества руд большое значение имеет емкость ковша до­ бычного экскаватора, материалы геологоразведочного

01

опробования нами пересчитаны иа интервалы, соответ­ ствующие ширине ковша экскаватора ЭКГ-5, равной 2 м (табл. 19).

Содержание полезного компонента в пробе секции, равной ширине ковша добычного экскаватора, можно рассматривать как содержание в ковше, которое яв­ ляется независимой случайной величиной, поскольку

природные пространственные связи между геологическими параметрами при экскавации нарушаются. Ха­ рактеристики содержания компонентов по отдельным, даже весьма сближенным пробам становятся незави­ симыми случайными величинами, и к описанию изме­ нения качества добываемого сырья в этом случае вполне приемлемы методы вариационно-статистического анализа случайных величин.

Опираясь на вышеизложенные предпосылки, нами прослежена закономерность изменения содержания ком­ понента в кузове автосамосвала (табл. 20).

Гистограмма изменения качества руды в объемах кузова автосамосвала БелАЗ-540 близка к симметрич­ ной (рис. 25). В силу этого выдвигается нулевая гипо­ теза о соответствии эмпирического распределения нор­ мальному закону, проверяемая критерием К- Пирсона:

92

93

94

где т — эмпирические частоты; т' — теоретические частоты.

Для проверки гипотезы принимается однопроцентный уровень значимости. Число степеней свободы k опре­ деляется:

k = г — Ь— 1,

где г — число разрядов в выборке; b — число параметров теоретического закона распределения.

Для нормального закона Ь = 2.

Величина критерия эмпирического ряда распределе­ ния %2=6,25, теоретического %2=15,1 при числе степеней

Математическая модель распределения качества до­ бываемой рядовой руды в карьере «Центральный» будет выражаться уравнением нормальной кривой распреде­ ления.

Поскольку эмпирическое распределение хорошо опи­ сывается нормальным законом, то для него справедлива зависимость величины ошибки среднего, определяемой по формуле:

Задавшись величиной А, можно определить объем, в котором выдерживается содержание Р2О5 с отклоне­ ниями, не превышающими заданные:

где п — число автосамосвалов с объемом кузова Qa. Приняв коэффициент надежности 1; 1,5 и 2,5, что

соответствует вероятности 80, 95 и 97% получения задан­ ного содержания Р2О5, и величиной Д= 0,5% абсолют­ ных, можно определить необходимое число автосамосва­ лов, суммарный объем которых обеспечивает стабильное качество добытой руды с отклонением ±0,5%:

Пі = 10Qani .5 = 23Qan2,5 = 64Qa. или соответственно 270, 621 и 1728 т руды.

95

При соответствующей организации горных работ можно добывать рядовую товарную руду, выдерживая стабильное содержание Р2О5 в незначительных по весу партиях в течение длительного времени, не прибегая к усреднительным складам большой емкости на поверх­ ности.

Число загружаемых автосамосвалов зависит от числа пунктов одновременной погрузки и вариантов содержа­ ния, связанных с шириной экскаваторной заходкн, т. е. от горнотехнологической характеристики разрабатывае­ мого пласта.

Горнотехнологнческая характеристика фосфоритного пласта карьера «Центральный» получена нами на основе вариационно-статистической обработки геологоразведоч­ ных данных при пересчете секций опробования па двух­

В сложных условиях раздельной выемки, как показала практика разработки месторождений Аксай и Джанатас, годовая производительность экскаваторов на руде будет не выше 500 тыс. м3.

Для обеспечения производительности карьера по рядовой руде потребуется непрерывная работа четырех экскаваторов, что в условиях Каратау приравнивается числу рудных горизонтов-забоев. Поскольку в забое

96

др, н Ходннов . С А 7

Рис. 26. Горнотехническая характеристика рудного тела карьера «Центральный»:

богатые руды; 2 — рядовые руды; 3 — фосфато-кремнистая пачка; I — участок; I; II — участок 2; III — участок 3

97