CC BY
35
УДК 622.646
© В. Л. Ищенко, А. А. Павлов, В.И. Мустафин, 2013
РАЦИОНАЛЬНЫЙ РЕЖИМ ВЫПУСКА РУДЫ
Режим выпуска руды, существенно влияет на показатели извлечения при добыче полезного ископаемого подземным способом. Для сокращения количественных и качественных потерь руды был предложен ограниченно неравномерный режим выпуска для систем с обрушением руды и вмещающих пород и торцевым выпуском. Данный вариант обеспечивает управление качеством добычи в широком диапазоне. Оценка допустимой неравномерности осуществляется при помощи параметра величины разности между объемами руды, выпускаемыми из смежных буровыпускных выработок.
Ключевые слова: системы с обрушением руды и вмещающих пород, режим и доза выпуска, физическое моделирование, потери руд, разубоживание руды.
Как известно, выпуск руды в системах с массовым обрушением характеризуется режимом и дозой. Под режимом выпуска понимается очередность обхода выпускных выработок и количество выпускаемой из них руды. Под дозой выпуска понимается количество рудной массы, которое выпускается из одной выработки непрерывно или с перерывами до того как перейти к следующей. При этом следующая доза из данной выработки выпускается после выпуска руды из смежных с ней буровыпускных выработок.
Наиболее эффективным, характеризующимся высокими показателями извлечения полезного ископаемого, является равномерно-последовательный режим выпуска. Равномерно-последовательный режим и доза выпуска исследовались в разное время и для различных горнотехнических условий многими учеными. Эффективность равномерно-последовательного режима не вызывает сомнений, но рекомендуемая при этом доза выпуска по минимуму составляет 20^30 тонн, а ее максимум не ограничивается. Большинство исследователей рекомендуют небольшую дозу выпуска с целью равномерного опускания контакта отбитой руды с обрушенными налегающими породами.
Это условие соблюдается и при ограниченной неравномерности выпуска руды. Главное заключается в том, чтобы контакт между рудой и породой опускался без значительных прогибов. В связи с этим в процессе исследований необходимо установить допустимую разность между объемами руды, выпускаемой из
смежных выработок, при которой обеспечивается минимальное изменение конфигурации контакта между рудой и обрушенными породами. При этом сохраняется основной признак равномерно-последовательного режима выпуска - близкое к горизонтальному положение контакта между рудой и обрушенной породой, что считается главным условием, определяющим высокие показатели извлечения полезного ископаемого по сравнению с другими режимами выпуска. Этот фактор существенно влияет и на эффективность усреднения при смешивании элементарных потоков полезного ископаемого на руднике.
Для определения максимального допустимого значения разницы в объемах выпуска (ЛQ) была проведена серия экспериментов. Моделировался выпуск руды для типичных условий рудных месторождений. Руда в модели имела два боковых и один верхний контакты с обрушенными пустыми породами. Недостающий вес налегающих пород дополнялся свинцовыми плитами.
Очередность выпуска руды из выработок была произвольной. Выполнялось только главное условие исследуемого режима - разность между запасами руды над смежными выработками не должна превышать заданной для каждого опыта величины (ЛQ). Выпуск руды из воронок прекращался при достижении разубо-живания в дозе 60 %.
Коэффициент разрыхления руды в модели для всех опытов находился в пределах 1,51^1,53.
Разность между объемами руды в процессе ее выпуска из смежных воронок (ЛQ) принималась равной 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; кг, что в пересчете на натурные условия соответствует 60; 120; 240 и 480 тоннам рудной массы.
Данные исследований влияния разности между объемами руды, выпускаемыми из смежных выработок, на показатели извлечения представлены в табл.1.
Показатели выпуска пересчитаны на пары выработок, что обусловливается схемой подготовки горизонта и технологией торцевого выпуска рекомендуемой для условий кимберлитовых трубок. Показатели выпуска определялись по группам. В первую выделены показатели потерь и разубоживания при выпуске из выработок, в отсутствии бокового контакта с обрушенными вмещающими породами, во вторую - граничащие с пустыми породами.
Таблица 1
Влияние разности между объемами выпуска из смежных выработок на показатели извлечения
№ модели дд, кг Запасы руды, кг Выпущено рудной массы, кг Выпущено руды, кг Выпущено породы, кг Выпущено чистой руды, кг Потери, % Разубоживание, %
1 0,05 20 22,29 18,81 3,48 10,62 5,95 15,61
2 0,1 20 21,94 18,53 3,41 10,03 7,35 15,54
3 0,2 20 21,36 18,08 3,28 9,48 9,96 15,36
4 0,3 20 20,81 17,75 3,16 9,12 11,25 15,19
5 0,4 20 20,01 17,23 2,87 8,17 13,85 14,34
« 20
£ 15 <и
ш 10
п
и
га
Потери
Разубоживание
60
120 240 360
480
Разность между весом дозы выпуска, т
Рис. 1. Изменение показателей извлечения в зависимости от величины разности между объемами руды в процессе ее выпуска из смежных воронок
На рис. 1 представлены графики зависимостей изменения уровня потерь и разубоживания от величины разности между объемами руды, выпускаемыми из смежных выработок.
Анализ результатов экспериментов (рис. 2) показывает, что в диапазоне изменения принятой разности веса дозы, характеризующей неравномерность выпуска от 60 до 360 т, потери руды относительно плавно увеличиваются от 5,96 до 11,25 %. При увеличении разности в диапазоне 360—480 т отмечено более резкое возрастание потерь - до 13,85 %. Разубоживание плавно уменьшается от 15,61 до 14,34 %.
Доход, $/т
60 120 240 360 480
Неравномерность выпуска, тыс. т
Рис. 2. Изменение дохода в зависимости от разности в дозе выпуска из смежных выработок
Соотношение потерь и разубоживания, характеризующее ограниченно неравномерный выпуск в рациональном режиме, определяем по экономическим последствиям от потерь полезного ископаемого.
Анализ результатов исследований, характеризующих изменение экономических последствий потерь при различных величинах разности между объемами руды, выпускаемыми из смежных выработок, в подэтажном торцевом обрушении показывает, что рациональное соотношение потерь и разубоживания 6^7,5 и 15,5^15,6 % соответствует величине параметра неравномерности, не превышающей 0,1^0,12 кг. В пересчете на натурные условия это составляет около 120^140 т рудной массы.
Визуальные наблюдения через прозрачную стенку модели за формированием фигур разрыхления, воронок внедрения и характером истечения сыпучего материала из воронок показали, что эти процессы аналогичны полученным при равномерно-последовательном выпуске многими исследователями. На их основе можно прогнозировать показатели извлечения и качество выпускаемой руды, с учетом общепринятых закономерностях выпуска сыпучих сред из отверстий.
Равномерно-последовательный выпуск накладывает существенные ограничения на управление качеством руды в блоке и его
применение по сравнению с неравномерным (в ограниченном режиме) выпуском, влечет за собой увеличение амплитуды колебаний содержания полезного компонента в рудной массе.
Предложенный для вариантов систем с подэтажным обрушением с торцевым выпуском рудной массы ограниченно неравномерный режим выпуска обеспечивает управление качеством добычи в широком диапазоне. Для оценки допустимой неравномерности используется параметр - величина разности между объемами руды, выпускаемыми из смежных буровыпускных выработок. При подэтажном обрушении разница в объемах выпуска кимберлитовых руд из смежных выработок не должна превышать 140 т. При этом потери и разубоживание составляют 6-7 и 15-16 %.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Савич И.Н., Пепелев Р.Г., Павлов А..А., Гагиев Т.А. Метод обоснования нормативов потерь и разубоживания при выпуске руды под обрушенными породами // М.: «Горный журнал», №1, 2009.
2. Савич И.Н., Павлов А.А., Гагиев Т.А. Показатели извлечения при подэтажном обрушении с торцевым выпуском рудной массы // М.: ГИ-АБ, №12, 2010.
3. Савич И.Н., Павлов А..А., Гагиев Т.А. Обоснование параметров системы и нормативных показателей извлечения при применении технологий, предусматривающих выпуск руды под обрушенными породами // М.: «Рациональное освоение недр», №4, 2011.
