Главная Карта сайта Обратная связь Закладки

Кто на сайте?

Сейчас на сайте находятся:
 6 гостей 
Главная Статьи Учет природной изменчивости при повышении однородности качественного состава добываемых руд

Одним из важнейших условий выпуска высококачественных концентратов, достижения наилучших технико-экономических показателей обогатительного процесса является однородность качественного состава добываемого рудного сырья. Переработка руд с неравномерным содержанием контролируемых компонентов влечет за собой увеличение потерь в «хвостах», повышенный расход электроэнергии, материалов, реагентов и др.
Повышение однородности рудного сырья — сложный и многоступенчатый технологический процесс, начинающийся в забое, на специальных усреднительных складах карьеров, шахт, дробильно-сортировочных фабрик и заканчивающийся на металлургических заводах [1,2].
Первичным источником неоднородности качества добываемой рудной массы является сложная качественная структура рудного массива, выражаемая пространственной изменчивостью геологических параметров месторождения. В процессе разработки эта изменчивость трансформируется во временную изменчивость рудного потока, происходит полное или частичное слияние потоков руды, добытой из отдельных забоев, в единый поток рудной массы. При этом основными факторами будут: изменчивость полезных компонентов в залежи, протяженность фронта добычных работ, число одновременно работающих забоев (экскаваторов), их производительность и неравномерность работы, плотность сети опробования, количество готовых к выемке запасов, параметры горных работ и т.д.

Предлагаемый метод оценки однородности содержания полезного компонента в рудном потоке основывается на предварительном комплексном изучении залежи полезного ископаемого с использованием статистического и горно-геометрического анализов. При этом оценку степени изменения показателей качества руды в заданном направлении (по ходу забоя экскаватора) или заданной области пространства целесообразно производить с помощью структурной функции [ 3, 4 ].

    (1)

где: n — число измерений;
  Xi — значение показателя в точке наблюдения,
  i = 1, 2, …, n;
  L — смещение — величина, принимающая последовательно значения в диапазоне 1,2,… (n — 1).

Вид структурной функции показан на рис. 1.

Рис 1. Структурный график изменчивости показателя.

В качестве исходных данных для построения структурных функций по падению, простиранию или любому другому направлению используются результаты опробования скважин детальной и эксплуатационной разведки, буровзрывных скважин или горно-геометрических погоризонтных планов, построенных на основе данных разведочных работ.

Изменчивость контролируемого показателя по направлению (например, заходка экскаватора) характеризуется средним уровнем содержания С0, амплитудой колебания содержания относительно среднего уровня А и длиной полуволны (рис. 2).

  • а) установить оптимальное положение забоев относительно параметров природной изменчивости;
  • б) оценить влияние числа забоев и равномерность объемов добычи по забоям.
Рис. 2. Изменение показателя по направлению.

Решение этих задач вытекает из анализа влияния возможных положений забоя относительно полуволн, характеризующих природную изменчивость. При работе одного забоя (экскаватора) содержание контролируемого показателя в рудном потоке будет отражать характер кривой изменения, несколько трансформируемый за счет случайного перемешивания при взрывных работах, погрузке и разгрузке транспортных сосудов, и иметь отклонение от среднего уровня в пределах 0,5 А. При работе двух (или четного количества) забоев, расположенных на симметричных точках кривой, отклонения от среднего уровня будут минимальны или стремиться к нулю.

При правильном расположении некоторого количества экскаваторов относительно структурных элементов изменчивости суммарное отклонение (математическое ожидание отклонения) от среднего уровня равно нулю (рис. 3).

Рис. 3. Исходное расположение экскаваторов относительно структурных элементов изменчивости: а — четное количество, б — нечетное количество.

При работе экскаваторов и изменении их положения относительно структурных элементов изменчивости отклонения будут изменяться. В таблице приведены установленные графическим моделированием суммарные отклонения контролируемого показателя от среднего (заданного) уровня в зависимости от числа одновременно работающих экскаваторов и расстояния между ними, выраженного длиной полуволны структурного графика изменчивости.

Таблица 1
P* Количество одновременно работающих экскаваторов
  1 2 3 4 5 6 7
1 0.500А 0 0.167А 0.167А 0.200А 0.200А 0.214А
2   0.500А 0.167А 0.167А 0.100А 0.100А 0.071А
3   0 0.167А 0 0.050А 0.067А 0.071А
4     0.500А 0.167А 0.100А 0.100А 0.119А
5     0.167А 0.167А 0.050А 0 0.024A
6     0.167А 0.500А 0.100А 0.100А 0.024A
7     0.167А 0.167А 0.200А 0.067А 0.024A
8       0.167А 0.500А 0.100А 0.119А
9       0 0.200А 0.200А 0.071А
10       0.167А 0.100А 0.500А 0.071А
11       0.167А 0.050А 0.200А 0.214А
12         0.100А 0.100А 0.500А
13         0.050А 0.067А 0.214А
14         0.100А 0.100А 0.071А
15         0.200А 0 0.071А
16           0.100А 0.119А
17           0.067А 0.024A
18           0.100А 0.024A
19           0.200А 0.214А
20             0.119А
* Расстояние между крайними экскаваторами., м

Аналитически зависимость между максимальным математическим ожиданием отклонения от среднего уровня, амплитудой колебания и числом одновременно работающих экскаваторов выражается формулой:

    (2)

где: n — число измерений;

Выход из работы одного экскаватора ведет к увеличению математического ожидания отклонения в n/2 раза (на рис. 4 показано пунктиром).

Рис. 4. Зависимость математического ожидания отклонения от числа одновременно работающих экскаваторов.

Данные таблицы и рис. 4 предполагают равенство структурных элементов изменчивости в пределах отрабатываемых участков залежи.

В реальных условиях как длина полуволны изменения показателя, так и амплитуда колебания контролируемого показателя варьируют в достаточно широких пределах. При производстве добычных работ неравенство длин полуволн может быть учтено расстановкой экскаваторов относительно начала полуволны при оперативном управлении, а неравенство амплитуд колебания — при определении верхней оценки математического ожидания отклонения при проектировании горных работ.
При этом формула 3 примет вид:

    (3)

где: —среднеквадратическое отклонение амплитуд, зависящее от числа одновременно работающих забоев, выраженное уравнением линейного вида: .

Для проверки предлагаемого метода оценки однородности добываемой руды на рис. 5 использован характер изменения среднесуточных содержаний цинка (в условных единицах) на одном из месторождений полиметаллических руд в исходной товарной рудной массе из забоев и перерабатываемой на обогатительной фабрике за 75 суток [1].

При статистической обработке результатов опробования параметры распределения содержаний оказались взаимозависимы (соответственно и ) с коэффициентом корреляции 0,77.

Рис. 5. Динамические ряды среднесуточных содержаний цинка в товарной и перерабатываемой руде.

Рассчитанные характеристики природной изменчивости по исходной рудной массе определены в пределах: длина полуволны составляет длину заходки, равной 6—7 суточной производительности рудника, амплитуда колебания относительно среднего уровня А =1.85 у.е.

Таким образом, если для повышения однородности добываемой руды сместить выемку руды из половины забоев на дяину заходки, составляющую 5-суточную производительность, то объединение рудных потоков позволит снизить среднеквадратическое отклонение содержание цинка в добываемой руде с 0.6 до 0.41, а коэффициент вариации с 43.7% до 29.9 %, т.е. в 1.5 раза (рис. 6).

Практически близкие по значению результаты получены и при смещении выемочных работ на 10-суточную производительность забоев. При этом на сливе классификатора ОФ характеристики распределения содержания цинка снизятся также в 1.5 раза (рис.7). Коэффициент корреляции в этом случае увеличивается до 0.86.

Проведенный анализ показывает зависимость однородности качественного состава добываемой руды от свойств массива, технологии, организации добычных работ и возможность влияния на результаты обогащения.

Руда, поступающая из одного забоя, обладает неоднородностью, размер которой определяется формой и устойчивостью связи между содержанием полезного компонента и размером куска, а также выдержанностью гранулометрического состава в транспортном сосуде.

Учет природной изменчивости при одновременной работе нескольких забоев (экскаваторов) позволяет установить оптимальное положение забоев относительно структурных элементов изменчивости, определить требования к равномерности выдачи руды из отдельных забоев и существенно повысить однородность качественного состава добываемой руды.

Литература:

  1. Ершов В. В. Геолого-маркшейдерское обеспечение управления качеством руд.М., «Недра», 1986.
  2. Ломоносов Г. Г. Горная квалиметрия.М., МГГУ, 2000.
  3. Гудков В. М. Определение и использование характеристик изменчивости показателей месторождений. Геология угольных месторождений, том 1, АН СССР, 1969.
  4. Гудков В. М., Васильев А. А., Николаев К. Прогноз и планирование качества полезного ископаемого.М., «Недра». 1976.

 


Если понравилась статья и вы хотите

 

Установите наш Яндекс.виджет и Вы всегда будете в курсе новых публикаций сайта «Маркшейдерское дело и геодезия». Яндекс.виджеты это коллекция дополнительных блоков, устанавливаемых пользователем на главную страницу Яндекса.

Читать полностью...

Информация

Система Orphus

Почта (e-mail)

Логин:
?
Пароль:



Присоединяйтесь

MarkscheiderGeo.ru в Google+    MarkscheiderGeo.ru на Facebook

Здравая мысль

Если афоризм нуждается в пояснениях, значит, он неудачен.
Люк де Клапье Вовенарг