CC BY
23
© Г.А. Холодняков, Д.А. Иконников, 2012
УДК 622.795:622.34
Г.А. Холодняков, Д.А. Иконников
ОБОСНОВАНИЕ РЕЗЕРВА ЭКСКАВАТОРОВ
ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСРЕДНЕНИЯ КАЧЕСТВА РУДЫ
Одним из требований, предъявляемым к однородности качественного состава полезного ископаемого, является определение резерва погрузочной техники занятой на усреднении руды. Приведены формулы для определения резерва экскаваторов и оценки целесообразности организации усреднительных складов. Ключевые слова: карьер, усреднительный склад, экскаватор, коэффициент резерва.
Одним из требований, предъявляемым к однородности качественного состава полезного ископаемого, является определение резерва погрузочной техники.
Опыт моделирования работы карьеров с целью определения возможных показателей усреднения на них позволил перейти к разработке нормативных материалов для укрупненного решения вопросов усреднения в процессе проектирования. Было промоделировано свыше 100 тыс. вариантов, отличающихся значениями производительности карьера (от 2 млн. до 45 млн. т в год), типом экскаватора с ковшом ёмкостью от 2 до 20 м3, числом экскаваторов на добыче (от 2 до 9), допустимым значением среднеквадратичного отклонения содержания железа в сменных объемах добычи (от 0,5 до 1,5 %); содержание полезного ископаемого в экскаваторных забоях условно принималось распределенным по нормальному закону со среднеквадратичным отклонением от 2 до 8 %о. Производительность экскаватора на добыче принималась в соответствии с Нормами технологического проектирования института Гипроруда, в процессе моделирования допускалось увеличение возможной производи-
тельности экскаваторов в отдельные смены на 20 %.
Моделирование производилось на ЭВМ. По каждому варианту моделирования получено 1000 реализаций (1000 смен работы карьера). Статистическая обработка и анализ результатов моделирования показали, что необходимое число экскаваторов на добыче, обеспечивающее выполнение требований к усреднению содержания железа в руде, целесообразно определять по графикам зависимости коэффициента однородности качества руды ко от коэффициента резерва производительности экскаваторов на добыче кр (рис. 1).
Под коэффициентом однородности качества руды понимается отношение максимально допустимого значения среднеквадратичного отклонения содержания железа в сменных объемах добычи ст доп к среднеквадратичному отклонению содержания железа в экскаваторных забоях ок:
ст
к _ доп
ст
(1)
Под коэффициентом резерва производительности экскаваторов кр понимается отношение возможной сум-
ко 0.6 0,5 0.4 0.3 0.2 0.1
\
\ п=2
3
4
5
п=8 и 7 более 6
к - ° лоп клоп - ст
- 4 - 0,25;
1.5
2,5
3.5
Рис. 1. Зависимость коэффициента однородности качества руды (к0) от коэффициента резерва производительности экскаваторов на добьне (кР) при различном числе добьмных экскаваторов (п)
марной производительности экскаваторов, работающих на добыче в течение смены, к сменной производительности карьера по руде:
п • а
кР -
0„
(2)
где Рэ — возможная сменная производительность экскаватора по руде, т; Рк — сменная производительность карьера по руде, т.
Порядок расчета числа экскаваторов на добыче с помощью графиков к0 - / (кр ), приведенных на рис. 1,
рассмотрим на примере.
Пример 1. Пусть заданы следующие исходные данные: Ок= 15000 т/смену; Рэ= 1300 м /сменух 2,6 т/м3 = 3380 т/смену; ок = 4 %;
Одоп=1 %.
Расчет производится в следующем порядке:
а) определяется допустимое значение коэффициента однородности качества руды к :
б) определяется минимально необходимое число экскаваторов на добыче
- - 15000 - 4 44 - 5 п 0э 3380 4,44 -5
(если п — дробное число, оно округляется до ближайшего целого в большую сторону);
в) определяется коэффициент резерва производительности экскаваторов на добыче кр :
к - п • 0э - 5 • 3380 - , 13 кр 0К 15000 ' ;
г) на графике (см. рис. 1.) по оси абсцисс откладываем значение кр - 1,13
и из этой точки восставляем перпендикуляр до пересечения с кривой п = 5; ордината точки пересечения ко - 0,248 . Поскольку кр < ко - 0,25 , расчет закончен, так как принятое число экскаваторов на добыче п = 5 обеспечивает выполнение требований, предъявляемых к качеству руды. В общем случае, если условие ко < кдоп не выполняться, расчет продолжается — увеличивается число экскаваторов на добыче.
Если необходимо определить объем руды 0 такой, что среднеквадратичное отклонение содержания железа в порциях руды 0 равно одоп, можно пользоваться формулой
0-(^ 12 • 0К,т. (3)
V лоп 1
Может возникнуть и обратная задача — известна величина порции руды 0 и требуется определить среднеквадратичное отклонение содержания железа в объемах руды, равных 0. Для этого можно воспользоваться формулой
Оп = k
Q o
• О,
Ql Q
(4)
Величина ок для действующих карьеров определяется в процессе статистической обработки фактических показателей. ДЛя вновь проектируемых карьеров величину ок ориентировочно можно определить по формуле
о „ = о,
И„
(5)
где од.р _ среднеквадратичное отклонение содержания железа в руде по данным детальной разведки, %; Ьрп _ интервал опробования руды в скважине при детальной разведке (длина рядовой пробы по керну), м; Иу — высота уступа, м.
Если статистическая обработка результатов детальной разведки не производилась и величина од.р неизвестна, ее можно ориентировочно определить по формуле
о
(1.6)
где а тах — максимальное значение содержания усредняемого компонента в рядовых пробах, %; а тк1 — бортовое содержание усредняемого компонента, %.
Графики к0 = ¡(кр) позволяют определять число экскаваторов на добыче, обеспечивающее требуемую однородность качественного состава руды (по одному компоненту). Однако усреднение руды только за счет увеличения числа резервных экскаваторов в карьере не всегда эффективно. В ряде случаев целесообразно организовывать усреднительные склады. Необходимость организации таких складов в каждом конкретном случае надо обосновывать технико-экономическим сравнением вариантов. Для
ориентировочной оценки целесообразности организации усреднитель-ных складов можно руководствоваться следующим критерием: если
п ■ (кр -1) < 1, организация усредни-тельного склада нецелесообразна; если п ■ (кр -1) > 2, организация усред-
нительного склада целесообразна. Оптимальную емкость усреднительно-го склада и рациональный резерв производительности экскаваторов в карьере при этом можно определять с помощью описанной выше методики, базирующейся на принципах имитационного моделирования. Для этого достаточно включить в программу моделирования дополнительный блок, анализирующий динамику работы склада в зависимости от числа карьерных экскаваторов и коэффициента однородности качества полезного ископаемого.
Увеличение резерва производительности экскаваторов на добыче за счет выбора экскаваторов большей производительности эффективно лишь до некоторого предела. Обозначим через к тах значение коэффи-
циента резерва производительности экскаваторов, дальнейшее увеличение которого не приводит (при данном числе экскаваторов на добыче) к уменьшению величины к0. Из графиков к0=/(кр), видно, что для двух экскаваторов на добыче ктх = 1,75 , для
трех экскаваторов ктх = 2,5, для четырех экскаваторов кра* = 3,5 . Увеличение числа экскаваторов на добыче свыше восьми практически не улучшает показатели усреднения (полученные в процессе моделирования зависимости к0 — /¡кр) при п=8 и п=9 полностью совпали), гтттт^
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Холодняков Г.А. - доктор технических наук, профессор кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемык»,
Иконников Д.А. — аспирант кафедры «Разработка месторождений полезных ископаемык», e-mail: sid_nitro_d@yahoo.com,
Санкт-Петербургского государственного горного университета.
6
