CC BY
14
Более приемлемым способом регистрации ссйсмоволн при взрыве явился способ кзмере-и регистрации сейсмических колебаний 6-канальным прибором с записью колебаний во ю энергонезависимую память автономного измерителя-регистратора напряжений ЛИР. ного ФГУ11 НПО «Автоматика» (г. Екатерннб>рг). Колебания записывались с трех сей-мников типа «Светлячок» СВ1-10 и СГ1-10. Прибор ЛИР. имеющий весьма малую массу (0.45 кг) и габариты (150x125x35 мм), может как от постоянного или переменного тока, так и от внутреннего батарейного источника , без присутствия оператора, без внешней ЭВМ. Наличие интерфейсов 115-232 и 1*8-485 позволяет передать информацию из АИР в персо-
й компьютер (ПК), где проводится ее легальный анализ и математическая обработка. С помощью выданных прибором АИР и компьютером (ПК) сейсмограмм определяются жмые скорости смещения грунта, горных пород. Используя математические зависимости, этим данным определяются эффективные параметры буровзрывных работ.
[К 622.271.6
В. К. Багазееп
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТИЦ ЗОЛОТА НА ОТКОСЕ ГИДРООТВАЛА
1. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТИЦ ЗОЛОТА НА ОТКОСЕ ГИДРОО ГВАЛА
При разработке россыпных месторождений для снижения потерь золота широко практикуется повторная промывка отложений головной части гидроотвала. Обычно объем повторной промывки планируется 15-20 % от общего объема и корректируется по результатам намыва золота.
Как показали результаты исследований при гидравлическом складировании ироде'интегрированных пород, наблюдается распределение частиц по крупности. Установлено, что при соотношении Т : Ж ^ 1 : (7...8) происходит прямое фракционирование - распределение от крупных частиц к более мелким по длине огкоса гндроотвала.
При известном распределении на откосе частиц породы можно рассчоталь соответствующее распределение част иц золота по коэффициенту равноскоростности. применяемому при расчетах гравитационного обогащения.
В практике обогащения и классификации зернистых материалов различной крупности и плотности используется характеристика равнопадасмости частиц. Частицы, имеющие одинаковую скорость осаждения в спокойной воде (одинаковую гидравлическую крупность), называются равнопадакнцими, и отношение их эквивалентных диаметров называется коэффициентом рав-нопадаемости. При равных условиях осаждения:
где еФ е^ с^ - коэффициент равнопадасмости для частиц крупностью соответственно крупных (более 1 мм), мелких (менее 0,1 мм) и промежуточной крупности (-1,0 + 1,0 мм), значения
сГл, е(ы, с0 называют еще показателем обогатимости гравитационными методами (см. формулу (!)):</, - эквивалентный диаметр более крупной и легкой частицы плотностью рл (т/м5), мм; </, - эквивалентный диаметр более крупной и тяжелой частицы плотностью рт (т'м5), мм.
Зная диаметр частиц определенной плотности (/„ (например, кварца), вы>юсимы\ в слив какого-либо классификатора, и коэффициент равнопадаемости са, можно рассчитать размер частиц любой плотности . выносимых в слив, по формуле
(2)
еа
При движении потока пульпы на шлюзах 11. В. Лященко введена характеристика движения с одинаковой скоростью частиц - кеэффициент равноскоростностн - это отношение размеров зерен различной плотности, которые начинают двигаться по дну шлюза при одинаковой скорости
движения пульпы или воды. По П. Б. Лященко. этот коэффициент су равен коэффициенту равнопадаемости са, умноженному на отношение коэффициентов трения тяжелого и легкого зерна о поверхность шлюза:
г:
е«~7~ , (3)
я
где / - коэффициент трения тяжелого и легкого зерна.
Рассматривая процесс сдвижения отложившихся на откосе гидроотвала частиц породы и кварца потоком пульпы, из условия предельного равновесия получим:
</я (рт-1)Л г,
Таким образом, коэффициент равноскоростностн частиц для процесса сдвижения частиц на откосе гидроотвала соответствует коэффициенту равноскоростностн частиц при движении пульпы на шлюзах.
С учетом (2). (3) на участке откоса со средней крупностью частиц породы средняя крупность частиц золота рассчитывается по формуле
еО 1 т
Однако, как показали исследования, коэффициент равнопадаемости и коэффициент равноскоростностн в формулах (2). (3) соответсттмот фактическим значениям только при идеальных условиях (одинаковой форме частиц, одинаковых условиях шероховатости) и зависят от их крупности. По результатам опытных работе лабораторных условиях нами получена зависимость крупности осевших частиц золота от крупности осевших частиц породы и коэффицие1Гта равнопадаемости
ч0.1в5
(6)
где </д , </ - крупность осевших на участке частиц золота и породы, мм; са- коэффициент равнопадаемости.
Средняя крупность частиц породы, осевших на участках гидроотвала, определяется непосредственными измерениями или аналитически по разработанной нами методике.
2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТИЦ ПОРОДЫ ПО КРУПНОСТИ НА ОТКОСЕ ГИДРООТВАЛА
Установлено и рекомендуется для проектирования [2] определение размещения на откосе намыва (гидроотвала) центров размещения отдельных фракций породы в соответствии с суммарным выходом частиц по крупности по формуле
94
. /. R. 2
' Lxo ICO 100
(7)
где я, / - относительное и абсолютное расстояния (м) от места поступления гидросмеси до центра рассеяния /-й фракции; Ь<о - длина намываемого массива (гидроотвала), м; /? - суммарный выход частиц по полюсу (остаток) в намываемой горной массе, %; Iру, - содержание фракций крупностью больше,чем ¿я фракция, %; р • содержание л-й фракции, %.
Установлено также, что распределение отдельных фракций возле центра размещения этой фракции можно аппроксимировать нормальным распределением случайных величин (рис.1).
Рис. 1. Схема теоретического рассеяния частиц породы на откосе намыва: I. II, III - центра рассеяния частиц ¿й фракции
Рис. 2. Схема распределения частиц из монетного сплава на откосе намыва песка
Как известно, плотность вероятности нормального распределения
где х- непрерывная случайная величина; а - математическое ожидание этой величины; а - среднее квадратичсскос отклонение.
Допустим, что при расстоянии = АС (см. рис. 1) полностью выпадает из потока ья фракция час гиц - это расстояние представляет диапазон рассеяния частиц. Кривая Лотражает плотность вероятности нормального распределения по формуле, а кримя АВО- интегральную кривую распределения вероят ност ей:
ф(*)=-Л= I
ехр
(х-а)2 ' 2о2
(/X
(9)
где .V - расстояние Ах до рассматриваемого сечения на откосе гидроотвала.
Интеграл (9) в бесконечных пределах равен единице, при намыве гидроотвала в отличие от нормального распределения интеграл равен единице в пределах от 0 до 1, т. е., таким образом, плотность распределения всех фракций в точке А принимается равной 0. Это обусловливает асимметрию кривой распределения для крупных фракций (см. рис. I, кривая АЕРС), однако асимметрия будет меньше, чем мельче рассеиваемые частицы (см. рис.1, кривая Л/Д'С), - вероятность нахождения их в точке А практически равна нулю.
Для л-й крупности частиц величина отклонения значения х1 от математического ожидания а: Лаг *х - а .
I III
Для формализуемого нами распределения частиц породы на откосе гидроотвала а = 0,01 И и соответствует относительному расстоянию от начала гидроотвала до рассматриваемого сечения:
X = —
(Ю)
'г. о
где / - абсолютное значение от места выпуска до рассматриваемого сечения, м;
Д*=*-0,01/? . (11)
Выразим отклонение от центра (Дат) через нормированный параметр
*-0,01/?, '/——. 02)
где о, -среднееквадратическоеотклонение.
Для нахождения величины среднего квадратического отклонения воспользуется правилом трех сигм:
.9 0,01/?,
(,3>
Практически достоверно, что в случае нормального распределения случайной величины отклонения сё от математического ожидания не превосходят трех сигм. г. е. утроенного квадратического отклонения. Тогда
" 3 0.01/?,
1 \
Ф('/) = —I схр
Таким образом, сечсиие на расстоянии Л'от начала гидроотвала разделяет плотность распределения на две части. Принимаем суммарную плотность вероятности нормального распределения Ф(Г) в качестве коэффициента осаждения частиц породы а-й фракции (обозначим А') на гидроотвале до сечения X:
где р1 • содержание / -й фракции в исходной продезинтегрированной горной массе, %; рЯ/ - часть У-й фракции, осевшая на гидроотвале до сечения X, %
Кк =0,5±Ф(//), (16)
где Ф(/,) - интеграл вероятностей, принимается по справочной литерату ре.
В формуле (16) перед Ф(/;) ставится знак минус при /<0 и знак плюс при /> 0 , при /> 2,5 Ф(/,)*0,5.
По формулам (14) -(16) определяются процештюе содержание различных фракций крупности на участке от места выпу ска до рассматриваемого у частка и соответствующая средняя крупность часть (/„.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАЧАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГИДРООТВАЛА
Абсолютная длина гидроотвала (Лго) зависит от объема намываемых хвостов, их гранулометрического состава, интенсивности намыва и соответствующей ей динамике потока гкдросме-си.
В качестве обобщенного показателя условий намыва принимается уклон формирующегося при намыве откоса (рис. 3):
/^=2И4САР/С> (17)
где /<р - средний уклон намытой поверхности, доли сд.; ^ - средневзвешенный диаметр частиц
породы на откосе намыва, м; д удельным расход гидросмеси на откосе намыва - расход гидросмеси на 1 м ширины потока, м'/с;
<7ср -01Ь, (18)
где О- подача гидросмеси на начальном участке при торцевом намыве, м'/с; Ь- ширина потока, м; С - безразмерный коэффицие!гг, характеризующий степень растекания гидросмеси, зависящий от величины /" = \%<р.
Средневзвешенная крупность
¿сР = \d\P\ +<*2Р2 +...+ ^(/>,/2)1100-(Л/2)Г' , О*)
где </.,</2...</, - средняя крупность фракций, м; рх,рг...рл - выход частиц фракций, %.
Фракция крупности с/ш находится в конце откоса намыва и является граничной крупностью, более мелкие частицы выносятся за пределы откоса. Объем породы, соответствующий уклону намытой поверхности, намываемый до первого наращивания д// высоты водосбросного порога, рассчитывается по формуле
(20)
где IV, - первоначальный объем породы, обеспечивающий уклон /<р, м5; В • ширина намываемого массива, м; ¿г - расстояние от места поступления гидросмеси до водосбросного порога шан-дорного колодца.
Увеличение высоты ЛН. расстояния /,го или уменьшения объема И', повлечет осаждение в пределах откоса частиц меньшей крупности, чем принятая в расчете, а снижение ЛЯ. уменьшение Ц „, увеличение № - вынос с откоса более крупных частиц.
Параметры растекания потока гидросмеси (ширину потока Ь, удельный расход <7ср. коэффициент Се) определим из условия равновесия пород в воронке размыва под действием падающего потока гидросмеси на выходе из пульповода и на выходе из воронки размыва (см. рис. 3).
Принято при <р = 30 ...38й
где <Р - угол внутреннего трения намытых пород, град; Д*^ - диаметр воронки размыва пород на
месте падения потока гидросмеси на откосе, м; Д„ - диаметр пульповода, м; /; - высота потока на выходе из воронки размыва, м.
Рис. 3. Продольный профиль гидроотвала: В - выпуск пульпы; ШК - шандорный колодец; а,а„ , а„р, ак, - углы наклона: обший, зоны мелких
частиц, промежуточной зоны, зоны крупных частиц: ¿го - длина гндроотвала Начальная скорость растекания, м/с
Двор =4,5Д„; *Д^ = *Д,н,рЛ; Л = Дп /18,
(21)
ширина потока, м
</„=<?/* = 0,07С>ДП. Удельный расход гидросмеси на конечном участке размещения
<7* *0.1<7„,
тогда ? =(<7„+<7к)/2 = 0,55<7и.
(22)
(23)
а - в неограниченном пространстве; б • в ограниченном пространстве
Безразмерный коэффициент Се рассчитывается по формуле
С„=0,013^4, (24)
полученной нами путем аппроксимации табличных значений, рекомендуемых для расчета в справочной литературе:
¡ Удельный расход, м'/с 0,0008 0,011 0,015 0.035 0.044 0.07 0,08
Эмииричесхис значения Се 2,34 2,1 1,56 0,63 0,35 0,28 0,22
Расчетные значения С. 3,1 2,2 1,55 0.6 0,45 0,26 0,22 |
Установлено [1], что с гидравлического отвала в отстойный пруд (за пределы начального участка прула) выносятся частицы крупнпстью менее 0,0S мм. R чтой слязи полагаем, что центр распределения частиц фракции -0,1 мм находится в конце гидроотвала. Для расчега доли частиц,
выносимых в отстойный пруд, в формуле (12) необходимо принять X - /?0 05, а в формуле (16)
перед Ф(г,) ст авится знак плюс при г < 0, при / > О - знак минус. Длина гидроогвала определяется из формулы (20)
b'-fcB' (25)
4. ПРИМЕР РАСЧЕТА РАСНРЕДЕЛНИЯ ЧАСТИЦ ПОРОДЫ И ЗОЛОТА НА ОТКОСЕ ГИДРОО ГВАЛА
Исходные данные:
Подача песков на промывку бульдозером. Размыв песков на гидровашгерде ВГ-1700, диаметр перфорации 60 мм. Подъем пульпы гидроэлеватором. Среднее содержание золота 740 мг/м\ Обогащение на шлюзах мелкого наполнения, подача пульпы на гидроотвал ^ = 650 м'/ч (0,1805 м}/с), консистенция Г: Ж - I : 12; гранулометрический состав пород приводится в табл. 1, гранулометрический (ситовой) состав золота приводится в табл. 2, ширина гидроотвала 60 м.
Таблица 1
Гранулометрический состав рыхлых тл ложен и и \ чистка Цсшральный
Таблица 2
Ситовой состав juioia
Суммарны!!
Фракция Выход выход, %
крупности. фракции.
мм % проход остаток
+200 12 - 12
-200 +20 35 88 47
-20 +2 18 53 65
•2+1 25 35 90
-0.1 10 10 -
Су ммарныК
Фракция Выход выход, %
крупности. фракции.
мм % проход остаток
-4 +2 I 8.2 - 8,2
-2 +0,5 49,5 91,8 57.7
-0,5 »0,15 32,2 42,3 89.9
-0,15+0,11 7,2 10.1 97,1
-0.1 2.9 2.9 ------ 1 •
Таблица 3
Расчет распределении части породы но крупности на откосе i нлроотнала
j Обозначение, формула Значения параутрон по фрахт.ям. мм
Параметры -16 + 10 -10 +5 -5 +2 -2 + 1 -I +0.5 -0.5 +0.1 -0.1
Офсльная фракция (100%) • выход по фракциям,% Р. 20.4 14.8 13,0 11.1 9.3 14.8 16.6
• средняя крупность, мм - суммарный выход (остаток). % 4Р R, 13 20.4 7.5 35.2 3.5 38.2 1.5 59.3 0,75 68.6 0.3 83.4 0.05
Сечение 1-1 • нормированный параметр Л" = 0,25 3( -Y - 0,01R) R, +0,7 5 -0.85 -1.44 -1.89 -1.91 -2.1
<*>(',) +0.2 7 •0.3 -0.42 -0.47 -0.47 -0.48
• коэффициент осаждения • осевшая часть фракции. % Кх -0,5±Ф(О Р*. - К. Р, 0,77 15.7 0.2 2.9 0.08 1.04 0,03 0,33 0.03 0.3 0.02 0.29
• средняя крупность осевших фракций, мм ^^¡Рх ^ Рх, 1 l=i 2 мм
Сечение 11-1К - нормированный параметр ■ коэффициент осаждения - осевшая часть фракции. % Л" = 0,5 К, р* + 4.5 0.5 1 20.4 + 1.28 0.4 0.9 13.3 +0.12 0.05 0.55 7.2 •0.46 -0.18 0.32 3.6 -0,83 -0,3 0.2 1.8 -1.2 •0,38 0,12 1.8
- средняя крупность осевших фракций, мм dv , = 8,26 мм
Сечение III-III • нормированный параметр - коэффициент осаждения - осевшая часть фракции. % ЛГ = 0.95 t, Ф(0 А\ Р-. 11,2. 0.5 1 20.4 5.4 0.5 I 14,8 2.9 0.5 1 13.0 1.75 0,46 0.96 10.7 1.13 0.37 0,87 8.1 0.43 0.17 0.67 9.9
- средняя крупность осевших фракций, мм d„ x -4,48 км
Таблица 4
Расчет потерь золота
Наименование операций и показателей Обозначение. по классам крупности, мм
формула +2 -2 + 1 • 1 +0,5 •0,5 +0,25 -0,25 +0.1 -0,1 !1 о:
Средняя крупность класса, мм Полача песков с содержанием золота.% Суммарный выход (проход), % Концентрация на шгн «Г/ Р! А 2 2 +2 1.5 28 98 -2 + 1 0,75 36 70 -1 1-0.5 0.375 21 34 •0,5 +0.25 0,162 12 13 -0,25 +0,1 0,05 1 1 -0,1
Извлечение золота:
- эффективность, доли сл. = 1 -е'*м%" 1 0,999 0.950 0.68 0,30 0,07
- в процентах р,е, = л, 2 28 34.2 14,3 3.6 0,07
Поступает на ШМН, % - - 1.8 6.7 8.4 0,93
Извлечение золота: • эффективность, доли ед. - в процентах -е-*"' п , = 5 е , 0.933 1,65 0.74 4,96 0,44 3,7 0,165 0.15
Поступает на гидроотвал: % мг/м' я, с, 0,15 1.74 4,7 0,78
Таблица 5
Расчет распределении золота на откосе шлроотвала
(рАи=17т/м>; рп =2.6 т/м>)
Параметры Обозначение, формула Сечение
1-1 11-П Ш-111
Средняя крупность частиц породы, мм 11.2 8.26 4.48
Коэффициент равнопалаемости * Р.-1 10 10 10
Крупность частиц •золота, мм </Ац =0.163) 1 ео 0.162 0.152 0.14
Содержание золота крупностью II с, 4.7 34.5 2.7
Согласно расчетам (табл. 3.4. 5). получены следующие показатели:
- общее извлечение на ШГН и ШМН составляет 92,6 %;
- потери - 7,4 %;
- на гидроотвале на первой четверти гидроотвала (до сечения I-I) размсщаотся частицы фракции -0,25 +0.1 мм (среднее значение 0,162 мм), составляющие 4.7 % (34.5 мг.'м'). 2,7 % (20 мг/м}) за сечением 1-1 по всей длине гидроотвала.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Багазеев В. К. Научно-методические основы определения параметров размыва и ствалообразова-ния при открытой разработке талых россыпей в сложных горнотехнических условиях: Автореф. дне.... л-ра техн. наук. Челябинск, 1995. 32 с.
2. Гидротехнические сооружения/ Г. В. Железняков. Ю. А. Ибад-заде, П. Л. Иваноз и др.: под общ. ред. В. П. Недриги. М.: Стройиздат, I9S3. 543 с.
УДК 624.131
В. Н. Рождественский
ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕМАТИКИ РАЗВАЛА ОТДЕЛЬНЫХ ЧАСТЕЙ УСТУПА ПРИ ВЗРЫВАНИИ УДЛИНЕННЫХ ЗАРЯДОВ
Для управления параметрами развала взорванной горной массы скважинными зарядами необходимо знать кинематику развала отдельных частей уступа. Несмотря на значительное число исследований, в этом вопросе до сих пор нет единого мнения [1-3].
Е. Г. Баранов и И. А. Тангаев [1] считают, что наименьшему перемещению подвергается порода из нижней части уступа, наибольшему - из верхней. Б. Р. Ракишев [3] считает, что сдвижение массива всегда начинается с участка пересечения линии наименьшего сс противления с линией откоса. В американской программе «Blact-for» [2] для расчета эпюр скорэсти движения отдельных частей уступа принимают схему, в которой наибольшую скорость имеют участки в нижней части уступа, о верхняя ;шижсгся с гораздо меньшей скоростью.
Исследования кинематики развала отдельных частей взрываемого уступа удлиненными зарядами на свободную бокову ю поверхность проводились на опытном полигоне ИГД УрО РАН, расположенном на уступах Шарташского гранитного карьера. Масштаб моделей составлял 1:20 от фактически принятой высоты усту па на карьере. Взрывались уступы высотой 0,45-0,55 м, сложенные крупнозернистым ссрым гранитом с коэффициентом крепости (=\2-14. Диаметр пробуренных шпу ров составлял 32 мм. Величина перебура принималась на опытных взрывах равной 10-15 % от высоты взрываемого уступа. Высота заряда во всех опытах выдерживалась постоянной и равной 0,30-0,35 м. Заряд занимал 50-70 % глубины шпу ра, что характерно для взрывания крепких скальных пород.
Вначале при дроблении уступов производились пристрелочные опытные в!рывы. в которых в качестве ВВ использовалось обычное промышленное ВВ - аммонит 6 ЖВ. При взрывании этого ВВ разброс породы был значительным и составлял 5-7 м. что равнялось ¡0-14 H (// -высота уступа), развал имел пластообразную, несобранную форму, состоящу ю из отдельных кусков породы. В дальнейших опытах был подобран состав взрывчатого вещества, состоящего из 10 % у гольной пыли, 20 % древесных опилок и 70 % аммонита 6 ЖВ. Перед заряжанием в шпур спускался детониру ющий шнур, который инициировался элсктродстонатором, в некоторых опытах инициирование проводилось только элсктродстонатором с донной части.
Для установления кинематики развала отдельных частей уступа свободная боковая поверхность последнего раскрашивалась масляной краской через 10 см. При этом целостность уступа не нарушалась, как это делалось другими авторами при исследованиях кинематики развала. Всего было выделено 5 у частков по высоте уступа.
