CC BY
12
топлива на технологических перевозках отдельных предприятий РПО «Южруда» изменяется от 5,6 тыс. т в год (Ингулецкий ГОК) До 13,0 тыс. т в год (Анновский карьер СевГОКа). В настоящее время осуществляется перевод технологического железнодорожного транспорта РПО «Южруда» с тепловозной тяги на электрическую. Это позволит существенно сократить расход нефтепродуктов (на 23—24 тыс. т в год), относящихся к невосполнимым материальным ресурсам, и к 1995 г. довести уровень электрификации железнодорожного транспорта на технологических перевозках до 90,7 %.
В заключение необходимо отметить важность учета экологических факторов при проектировании поверхностных трасс железнодорожного транспорта горных предприятий. Проектирование должно вестись с учетом следующих факторов: ценности земель; розы ветров с целью снижения запыленности воздуха; расположения жилых массивов с целью снижения неблагоприятного шумового фона и повышения безопасности движения.
В результате учета изложенных факторов, как показывает анализ, травматизм на дорогах может быть снижен на 30 %. запыленность и загазованность воздуха на 50—80 %, экономия топливно-энергетических ресурсов может составить 35—45 % в целом по горнодобывающей промышленности.
УДК 681.51 : 669.162
С. С. Головырин
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОВАРНОЙ ПРОДУКЦИИ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Однородность качественных характеристик товарной продукции горных предприятий обеспечивается путем планирования рудной шихты, подаваемой на обогатительную фабрику, гомогенизации дробленой руды и концентрата в буферных емкостях (бункер, склад концентрата) и оперативного управления технологическим режимом на завершающем переделе.
Для системного проектирования рудоподготовительного комплекса (РПК) необходимо построить математическую модель процесса формирования качественных характеристик товарной продукции. Такая модель позволяет решить задачу обеспечения заданной степени однородности товарной продукции при минимальных затратах.
Для построения математической модели РПК его можно представить в виде простых подсистем, связанных материальными, энергетическими и информационными потоками.
Рассмотрим для конкретности математическую модель процесса ■ формирования качественных характеристик агломерата применительно к условиям Качканарского ГОКа. Полученные результаты могут быть легко обобщены для других РПК.
Математическая модель формирования качественных характеристик агломерата включает в себя „ балансовые модели для рудной шихты, поступающей на ОФ. и для шихты, поступающей на агломерацию, а также динамическую модель процесса агломерации.
Задача управления качественными характеристиками агломерата решается для случая, когда возмущающие воздействия изменяются относительно медленно по сравнению с переходными процессами. Следовательно, их можно свести к задачам статистической оптимизации,
решаемым в дискретные моменты времени при заданных значениях возмущающих воздействий [1].
Относительную эффективность управляющих воздействий, связанных с изменениями рудной шихты и изменениями расходов флюсо-образующих перед процессом агломерации, можно оценить путем анализа чувствительности качественных характеристик агломерата к этим воздействиям. Уравнение баланса для аглошихты имеет вид:
п т
■2 Хф/ + у = О,
/=1 I
(О
где Xpi — расход концентрата, полученного из ¿-го технологического сорта руды, 1=1, п\ Хф] — расход топлива и флюсующих добавок, /=1, т; У—выход готовой продукции.
Кх
ехр(-рт2) -л2
ЪпШ
Цехр(-ртп)\^к,
Рис. 1. Схема замещения объекта с рециклами
Информация о свойствах агломерата, необходимая для формирования управляющих воздействий, поступает с запаздыванием, обусловленным динамикой самого процесса агломерации, дискретностью контроля и временем производства анализов.
Динамика процессов агломерации и охлаждения шихты определяется рециклами «горячего» и «холодного» возвратов. Объект с рециклами может быть представлен схемой замещения, включающей в себя сумму транспортных ветвей, параметры которых определяются степенью рециркуляции (рис. 1) [2].
На рисунке введены следующие обозначения: У/ш(0 — /*я качественная характеристика шихты, поступающей на агло^ мерацию; У,„ (() — /-я качественная характеристика готовой продукции;
(р) — передаточная функция динамического звена, соответствующая аккумулирующим емкостям аглопроцесса; Кх — коэффициент холодного возврата; т^ т2...... т„; К1, Кг, ■ ■Кп — запаздывания и коэффициенты передачи параллельных звеньев, аппроксимирующих объект с рециклом.
Качество управления может быть существенно улучшено при использовании математической модели, прогнозирующей качественные характеристики агломерата:
к
у, (Л) = 2 а,у, (п - 1) + е, (п), 1 = 1, т, (2)
/>=1
где У1 (п) — ¿-я качественная характеристика агломерата • в дискретный момент времени п; У1 (п — /) — ¿-я качественная характеристика агломерата, полученная в предыдущие моменты времени п — 1.....п — к\ а1 —
параметры модели; е, (л) — погрешность /-й качественной характеристики агломерата.
Для оценки различных факторов, влияющих на качество готовой продукции, произведем структуризацию технологического процесса,
включающего в себя сырьевой тракт и собственно процесс агломера ции (рис. 2).
На рис. 2 введены следующие обозначения:
Bpi — ожидаемое содержание железа в концентрате, полученного из руды 1-го добычного забоя, г=1,я; — передаточная функция динамического звена, соответствующего складу (аккумулирующей емкости) концентрата; №о> ^г, — передаточные функции динамических звеньев, соответствующие аккумулирующим емкостям агло-
Рис. 2. Структурная схема процесса формирования качественных характеристик агломерата
процесса, процесса охлаждения, горячего и холодного возвратов; А-1, Яг, к — погрешности измерений содержания железа в добычных блоках, в аглбшихте, в отгружаемом агломерате соответственно.
Приведенная схема соответствует периодам изменения качественных показателей превосходящих 8 часов. Внутрисменные колебания не рассматриваются в данной схеме, так как емкости складов превышают внутрисменный запас. Для завершающегося передела учитываются внутрисменные колебания качества [3].
Выбор эффективных управляющих воздействий может быть произведен на основе оценки чувствительности.
Для примера приведем оценку влияния различных сортов руды на качество агломерата:
4(01/|(0. (3)
л
где В1 (0 — текущее значение массовой доли ¿-го компонента сырьевой смеси перед процессом агломерации; V— весовая доля 1-го компонента сырьевой смеси.
При переходе к конечному числу узких фракций массовая доля /-го компонента рассчитывается по формуле
п
Вк1 = —п-■ . (4)
2 х>Еч
/=1
ф
где Хг—расход концентрата, полученного из 1-го технологического сорта руды, ¿=1, п; Ец — извлечение /-го компонента в концентрат, полученный из 1-го технологического сорта руды; В,; — содержание
у'-го компонента в концентрате, полученном из /-го технологического сорта руды.
Чувствительность массовой доли у'-го компонента в концентрате к изменению расхода 1-го технологического сорта руды определяется из формулы: ,
л я
1ВГ =----■ (5)
ал; "
/=1
Полученная математическая модель позволяет выбрать наиболее эффективные воздействия для стабилизации качества агломерата. ■
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Зобннн Б. Б. Синтез управляемого комплекса магннтного обогащения железных руд: Дне. . д. т. н,— Свердловск, 1988.
2 Разработка и внедрение автоматизированной системы управления процессом шихтоподготовки на базе ЭВМ: Отчет о НИР Л» 018814093 / Свердловский горный институт—Свердловск, 1988—1991. .
3. Разработка н внедрение математического обеспечения для планирования горных работ на микро-ЭВМ «Искра-1256»: Отчет о НИР № 01870023434 / Свердловский горный институт.— Свердловск, 1987.
УДК 622.271 : 51.001
И. В. Головизникова
К
О возможности ВОВЛЕЧЕНИЯ В ПЕРЕРАБОТКУ ТЕХНОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Возможности использования отходов горного производства в качестве сырья уделяется все больше внимания. Это объясняется тем, что в настоящее время в отработку вовлекаются месторождения со все более низким содержанием полезных компонентов, худшими горно-геологическими условиями. В то же время ранее образованные отходы зачадтую содержат полезные компоненты в количествах, превышающих аналогичные показатели для добываемых полезных ископаемых. Так, например, содержание железа в шламохранилищах Богословского алюминиевого завода составляет 39... 46%, в шламохранилищах Уральского алюминиевого завода — 43...51%, содержание меди в отвалах рудника им. III. Интернационала — 2,8%.
Количество техногенных объектов велико, и судить об этом можно по количеству природных месторождений, вовлеченных в отработку. По имеющимся данным на 1991 год, количество природных месторождений на территории одной только Свердловской области, разрабатываемых в настоящее время или отработанных за предыдущие 25 лет, составляет 208.
Одним из основных препятствий при решении вопроса о вовлечении в отработку техногенных месторождений является отсутствие информации о наличии таких объектов и материалов по ним.
Множество техногенных объектов, таких, например, как отвалы вмещающих пород, не исследовались ни разу, и данные, приводимые по их химическому, минералогическому составу,— расчетные. Наиболее серьезно исследуются хвостохранилища. При этом определяется
Ю Заказ 253
145
