CC BY
33
УДК 622.646
© А.А. Павлов, В.И. Мустафин, В. А. Романов, Д.И. Сухов, 2013
ВЛИЯНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА РУДНОЙ МАССЫ НА ПАРАМЕТРЫ ТОРЦЕВОГО ВЫПУСКА ПРИ ИЗМЕНЯЮЩЕЙСЯ ВЫСОТЕ ПОДЭТАЖА
Ряд экспериментов проведенных на компьютерной и физической моделях позволили определить степень влияния гранулометрического состава рудной массы на полноту и качество извлечения полезного компонента с учетом изменения высоты подэтажа. Установлено что при небольшой крупности куска рудной массы сократить уровень потерь и разубоживания полезного компонента можно за счет увеличения высоты отбиваемого слоя.
Ключевые слова: система подэтажного обрушеня руды и вмещающих породе, физическое моделирование, компьютерное моделирование, показатели извлечения, гранулометрический состав, высота подэтажа.
Гранулометрический состав выпускаемой рудной массы является одним из существенных факторов, влияющих на количественные и качественные показатели извлечения полезного ископаемого из недр.
Анализируя опыт подземной разработки месторождений с применением систем с обрушением руды и вмещающих пород можно сделать вывод, что увеличение крупности куска в горной массе расширяет зону влияния выпускного отверстия, и тем самым увеличивает фигуру выпуска. Напротив, мелкофракционное дробление приводит к уменьшению ее параметров и, в конечном итоге, к трубообразованию, что вызывает существенные потери полезного ископаемого.
Крупнофракционное дробление руды является основным условием эффективного применения систем с обрушением, обеспечивающим сохранность кристаллов, например, для кимберлито-вых месторождений, снижение объемов подготовительно-нарезных и буровзрывных работ, управление контактом руда - порода, обеспечивающим снижение потерь и разубоживания руды.
К настоящему времени недостаточно изучен вопрос влияния гранулометрического состава на показатели извлечения при
торцевом выпуске руды. В тоже время исследования, проводимые на физических моделях применительно к торцевому выпуску, показывают, что влияние просачиваемости пустых пород весьма значительно зависит от фракционного состава руды. Просачивание происходит в процессе движения рудной массы при условии, что диаметр кусков руды, образующих структурную решетку, в два с половиной раза и более превышают диаметр породных фракций.
Гранулометрический состав добываемой руды при подземной эксплуатации месторождений полезных ископаемых системами этажного и подэтажного обрушения является комплексным показателем и зависит от целого ряда факторов, основными из которых являются физико-механические свойства руд, параметры буровзрывных работ, площадь и расположение выпускных выработок в блоке, толщина, высота отбиваемого слоя.
Увеличение высоты подэтажа при отработке крутых залежей средней мощности системами с торцевым выпуском руды позволяет уменьшить как потери руды, так и разубоживание. Для определения рационального, гранулометрического состава отбиваемой руды при изменяющейся высоте подэтажа были проведены исследования на компьютерной модели по критерию минимизации уровня потерь и разубоживания руды. В процессе исследований выпуск осуществлялся из горной выработки, размещенной в основании одиночного блока шириной 12,5 м, толщина выпускаемого слоя была постоянна для всех принятых высот подэтажа 40, 30, 20 м и составляла 4 м, средний размер кондиционного куска руды во всех экспериментах составлял 200, 300, 400 мм. Результаты компьютерного моделирования представлены в табл. 1 и на рис. 1, 2.
Таблица 1
Показатели извлечения рудной массы в зависимости от гранулометрического состава
Высота Размер куска, мм
подэ- 200 300 400
тажа, м Поте- Разубожива- Поте- Разубожива- Поте- Разубожи-
ри, % ния, % ри, % ния, % ри, % вания, %
Н = 40 21,89 15,04 9,22 15,02 22,92 15,01
Н = 30 42,7 15,07 30,2 15,01 30,43 15,03
Н = 20 60,76 15,02 50,9 15,11 46,95 15,09
150 200 250 300 350 400 450
Размер куска, мм
Н = 40м Н = 30м Н = 20м
Рис. 1. Изменение потерь руды в зависимости от гранулометрического состава
Размер куска, мм = 40м Н = 30м Н = 20м
Рис. 2. Изменение разубоживания руды в зависимости от гранулометрического состава
Анализ полученных результатов выпуска рудной массы из одиночного блока (рис. 1, 2) показывает, что при изменяющийся высоте подэтажа гранулометрический состав руды довольно существенно влияет на показатели извлечения. Потери руды составили от 9,22 до 60,76 %, а разубоживание рудной массы для всех вариантов выпуска было принято 15 %, что соответствует минимальному показателю при применении технологий с обрушением руды и вмещающих пород, и изменялось в интервале от 15,01 % до 15,11 %.
Необходимо заметить, что наименьшие потери руды были достигнуты тогда, когда высота подэтажа составляла 40 м, а гранулометрический состав 300 мм. Максимальные потери руды соответствовали высоте подэтажа 20 м и фракционному составу руды 200 мм.
Проведенный анализ подтверждает то, что вопрос влияния гранулометрического состава на показатели извлечения при торцевом выпуске руды недостаточно исследован так, как в «классической» теории выпуска увеличение крупности куска руды позволяет извлекать запасы месторождения с наименьшими потерями рудной массы. Мелкофракционное дробление, наоборот, приводит к уменьшению параметров фигуры выпуска и вызывает существенные потери полезного ископаемого. Поэтому исследования по влиянию гранулометрического состава при изменяющейся высоте подэтажа будут продолжены как с помощью компьютерного моделирования, так и на физических моделях.
УДК 622.646 © В .Л. Ищенко, 2013
ОБОСНОВАНИЕ ТОЛЩИНЫ СЛОЯ ПРИ ТОРЦЕВОМ ВЫПУСКЕ ХРОМИТОВЫХ РУД
Обоснована толщина отбиваемого слоя при физическом моделировании процесса выпуска руды и вмещающих пород через торец горной выработки из выемочной единицы, обеспечивающая рациональные показатели извлечения полезного компонента.
Ключевые слова: торцевой выпуск, физическое моделирование, показатели извлечения, толщина отбиваемого слоя.
Одним из основных параметров системы разработки с подэ-тажным обрушением, влияющим на показатели извлечения руды, является толщина отбиваемого слоя, от которого зависит и толщина выпускаемого слоя. Кроме того, на параметры фигуры вы-
