Основные положения теории и технологии предконцентрацией Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

СИМПОЗИУМ «СОВРЕМЕННОЕ ГОРНОЕ ДЕЛО, ОБРАЗОВАНИЕ. НАУКА. ПРОМЫШЛЕННОСТЬ»

МОСКВА. МГГУ. 29.01.96 -2.02.96

]

Г.Г.Ломоносов,

проф., д.т.н.

А.А.Зейнулин,

доц., д т.н. Жезказганский горно-технологический институт

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ДОБЫЧИ РУД С ПОДЗЕМНОЙ ПРЕДКОНЦЕНТРАЦИЕЙ

Анализ современного состояния технологии добычи руд и условий подземных горных работ позволил выявить ряд тенденций:

• постоянное снижение содержания металлов в рудной массе диктует необходимость увеличения объемов добычи руд, что в свою очередь приводит к росту ресурсопотребления и отходов, и соответственно, к падению эффективности производства;

• увеличение глубины ведения горных работ влечет за собой рост затрат, а значит, и ресурсопотребления на поддержание выработанного пространства, проветривание и подъем рудной массы;

• истощение разрабатываемых запасов и ввод новых месторождений, отдаленных от районов с развитой инфраструктурой также ведет к увеличению ресурсопотребления;

• переход на разработку месторождений с худшими горногеологическими условиями;

• увеличение объема добычи руд в этих условиях не всегда приводит к увеличению производства металла.

Влияние этих и других негативных тенденций с переходом к рыночным отно-

шениям приводит к нерентабельной добыче и переработке руд на ряде горнорудных предприятий. К примеру в Казахстане в критическом состоянии находятся такие гиганты как АО "Ачполиметалл", АО "Сарыаркаполиметалл", Зыряновский свинцовый и Лениногорский полиметаллический комбинаты и ряд других

Основной причиной такого положения явилось несоответствие экономических результатов работы этих предприятий новым требованиям, когда резко возросли эксплуатационные затраты и конкурентность продукции. Экономические показатели горного производства в значительной мере определяются его технологическим уровнем, показателями качества продукции, спросом, ресурсоемкостью процессов добычи и переработки, экологическими последствиями и т.д. В этой связи необходимо создание новых технологий добычи, обеспечивающих повышение качества продукции, снижение ресурсопотребления, отходов и экологических последствий производства.

Действующая ныне концепция подземной разработки руд, основанная главным образом на применении массовых высокопроизводительных и валовых технологий, формировалась в более благоприятных условиях. В изменившихся экономических условиях, горно-геологических, экологиче-

ских и социальных условиях эта концепция становится неприемлемой.

В основу предлагаемой концепции подземной разработки рудных месторождений заложена идея возложения на рудник функций первичной рудоподготовки.

Первичную рудоподготовку в подземных горных выработках возможно производить усреднительными и разделительными процессами. Усреднительные процессы не повышают абсолютного качества рудной массы, и поэтому более предпочтительными являются разделительные процессы, включающие в себя рудосортировку и предконцентрацию рудной массы. Использование предконцентрации позволяет увеличить качество рудной массы до природного уровня в тех же отрабатываемых контурах, сократить отходы производства и снизить ресурсопотребление.

В свете предлагаемой концепции, предусматривающей изменение технологических схем подземной добычи руд и принятие новых организационно-технических решений в частности разделения рудопото-ка на два составляющих - предконцентрат и отходы, необходимо оценивать разработанные технологии по новым критериям, учитывающим особенности предконцентрации.

Отличающими особенностями новых технологий являются одновременное увеличение абсолютного качества и уменьшение объемов рудной массы, выдаваемой на поверхность, что позволит уменьшит ресурсопотребление на подземный транспорт, дробление, подъем по стволу, транспорт до обогатительной фабрики и ее переработку, снизить отходы горно-обогатительного комплекса и увеличить извлечение металла при обогащении.

Известно множество показателей, оценивающих эффективность как разработки месторождения в целом, так и отдельных технологий добычи руд. В основном, они представляют собой соотношения со-

держаний полезных компонентов и объемов в добываемых рудах к погашаемым балансовым запасам и в конечном выражении, представляют собой частное количества металлов в добываемой рудной массе от его количества в погашаемых балансовых запасах. А специфические показатели оценки процесса предконцентрации не учитывают общих технологических особенностей уменьшения количества рудной массы [1].

В этой связи предлагается коэффициент качества добычи руд (А'?), определяемый как частное от деления ранее известных коэффициента изменения качества (К) и коэффициента изменения количества полезного ископаемого (К ) [2] т е.

К, _ Агм 0„, _ Ари06,

0 А6, ■ 06, А6,0,р ’

где АрМ, А(у3 - содержание металла в добытой рудной массе и балансовых запасах, %;

£?ф* Убз " объем добываемой рудной массы и балансовых запасов, т.

Эти показатели позволят более объективно количественно оценить изменение объемов и содержания металлов в рудной массе при предконцентрации.

Обобщение выполненных ранее исследований и практики применения способов породоотделения позволило разработать новые принципы технологий добычи с подземной предконцентрацией руд. Разработана методика исследования изменчивости качества рудной массы в рудопотоке, характерной особенностью которой является приравнивание оценочного показателя к одному масштабу (величине порции) по всех технологической цепи перемещения руды и соотношение этого показателя к конкретной величине порции и месту породоотделения в технологической схеме.

Установлено, что изменение показателя контрастности (М) от величины порции (О) в различных местах опробования

носит закономерность гиперболического характера. Для условий подземных рудников АО "Жезказганцветмет"

М = <2 / (-75,887 + 2,345 О); Я = 0,95.

Предложена классификация технологических схем добычи с предконцентра-цией при различных классах систем разработки и способах предконцентрации, в рамках которой разработано множество технологических схем подземной добычи с предконцентрацией, отличающаяся местом, применяемым способом и средствами по-родоотделения. Из них наиболее рациональной представляется технологическая схема с внутрипанельной мелкопорционной предконцентрацией при камерно-столбовой системе разработки, предусматривающая место установки пункта породоотделения вблизи забоев, обратное перемещение и складирование отходов в выработанном пространстве.

Достоинствами этой технологии являются: возможность производства работ по породоотделению в непосредственной близости к природному расположению руд и размещение отходов в выработанном пространстве. Здесь самая высокая, относительно рудопотока, контрастность, меньшие затраты на обратное перемещение и размещение отходов; возможность доизв-лечения металлов из отходов и широкого их использования; малые затраты на складирование отходов, и, следовательно, большие возможности для экономии ресурсов.

Предконцентрация предусматривает включение в рудопоток специальной разделительной станции, состоящей обычно из контрольного устройства, собственно разделительного оборудования и аппаратуры управления ими.

Анализ современных технических средств контроля качества, базирующихся на различных физических и др. методах, показал для подземной порционной пред-

концентрации полиметаллических руд наибольшую приемлемость рентгено-радиометрических анализаторов, отличающихся своей универсальностью, высокой избирательностью и меньшим ухудшением экологических последствий.

Для реализации технологических схем добычи с подземной мелкопорционной предконцентрацией с участием автора разработано техническое задание на подземную разделительную установку (ПРУ) в двух модификациях: передвижная установка ПРУ-1 и участковая стационарная ПРУ-2

Основные технологические требования к конструкции и параметрам ПРУ, разработанные на основании анализа технологических схем, применяемого горного оборудования и обосновании типоразмеров с учетом размера кондиционного куска, следующие:

• ПРУ должна перерабатывать рудную массу без предварительной рудоподготовки, механического дробления, классификации, промывки;

• максимальный вес куска - 200 кг;

• минимальный размер порции должен быть больше или равен максимальному размеру куска;

• скорость движения конвейера разделительного устройства должна обеспечивать производительность добычного оборудования;

• ПРУ должна разбираться на части, допустимые по весу и габаритам к транспортированию по горным выработкам и стволам;

• конструкция и комплектующие установки должны отвечать всем требованиям действующих правил безопасности.

Экономико-математическое моделирование процесса предконцентрации для

различных технологических схем добычи с подземным породоотделением, критерием оценки которых является максимум прибыли с учетом природной изменчивости качества, различного порогового значения содержания металла в руде, соответствующих качеству и количеству выходов предкон-центрата и отходов, места реализации породоотделен ия, затрат на предконцентра-цию и обратный породопоток, позволил выявить рациональную область применения каждой технологической схемы и сравнить их эффективность.

ВЫВОДЫ:

Предлагаемая концепция технологий добычи руд с подземной предконцентраци-ей составляют основу для создания новых технологий, внедрение которых позволит:

• увеличить эффективность добычи и переработки единицы металла за счет снижения ресурсопотребления и увеличения извлечения металла и снижения отходов при переработке;

• уменьшить отходы горного производства путем породоотделения

и подземной утилизации, уменьшить их негативное экологическое влияние, снизить объем накопления подземных пустот и улучшить геомеханическую обстановку;

• повысить полноту использования запасов недр за счет вовлечения в отработку и эффективной разработки маломощных, забалансовых и списанных в потери запасов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Г.Г.Ломоносов, М.Л.Жигалов "Технологическая оценка разделительных методов управления качеством при добыче руд". Горный журнал, 1994 г.. №7. с. 23 - 25.

2. Терминологический словарь "Горное дело", изд. 3-е, М., Недра, 1981 г.

3. Г Г.Ломоносов. М.Г.Жигалов "Основные принципы управления качеством руд на подземных рудниках". Горный журнал, 1991 г., №2, с. 21-23.

© Г.Г.Ломоносов, А.А.Зейнуллин

ад Я1С7Лotuv ‘jil'Exrtu'KU

В.М.Рачек

ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОВМЕЩЕНИЕ

Продолжение; начало на стр. 57

Третий вид совмещения предусматривает сдваивание или страивание машин (рабочих органов) на одной станине. В этом случае получается машина с повышенной в 2-3 раза производительностью и расширенными техническими возможностями. Так, например, в бурильной установке 2УБН-2П применены два колонковых перфоратора и цепные податчики, смонтированные на единой колесной ходовой части.

Не следует считать, что методы унификации были освоены в недалеком прошлом или являются нашими современниками. История, в этом отношении, дает нам много любопытных и курьезных примеров. Обратимся к некоторым из них.

Обзор развития конструкций велосипедов показывает, что среди них были велосипеды с одним, двумя,..., четырнадцатью колесами, а число мест изменялось от одного до двадцати. Эти разновидности были созданы с целью расширения транспортных возможностей: скорости и производительности.

Продолжение на стр. 150