CC BY
63
© Н.Н. Мелников, П.А. Шеметов, А.В. Селезнев, 2003
УЛК 553.227
Н.Н. Мелников, П.А. Шеметов, А.В. Селезнев
СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА РУЛНОГО ПОТОКА ПРИ РАЗРАБОТКЕ СЛОЖНОСТРУКТУРНОГО МЕСТОРОЖЛЕНИЯ
Сложная структура залежей по форме и содержанию полезных компонентов определяет необходимость проведения целого ряда мероприятий для регулирования и обеспечения заданных показателей качества рудопотока. К месторождениям со сложной структурой залежи в полной мере относится золоторудное месторождение Мурунтау. Сложность строения рудных тел характеризуется значениями коэффициента рудо-носности от 10% до 90%, коэффициента сложности контуров от 0,1 до 0,23 и более.
При годовом планировании развития горных работ и составлении сортовых планов изменчивость содержания золота в руде характеризуется коэффициентом вариации 90-100%, при уменьшении размеров расчетных блоков значение его повышается.
Реализация управления качеством рудопотока при глубине карьера 300-400 м и значительных размерах в плане осложняется территориальной разобщенностью добычных забоев, изменением их положения, вероятностным характером состояния оборудования.
При цикличной технологии ведения горных работ с использованием экскаваторов с ковшами вместимостью 10-16 м3 и автосамосвалов грузоподъемностью 136170 т на НГМК введены в действие мощные компьютерные системы для планирования и управления автотранспортом, которые на ос-
нове современной спутниковой навигационной системы (GPS) в полном объеме решают задачи управления качеством руды при наличии прикарьерных перегрузочных складов.
Переход на циклично-поточную технологию с использованием рудного подъемного конвейера при более жестких технологических связях между процессами добычи может осложнить управление рудопотоком и обеспечение ГМЗ рудой стабильного качества.
С целью решения этой задачи целесообразно провести детальный анализ изменения характеристик рудопотока по технологическим процессам горного производства.
Автоматизированные системы «Руда» и «САПР горного производства» реализуют автоматизированное вычисление и построение с выводом на графопостроитель сортовых планов, которые используются для набора объемов по руде и металлу при отработке выемочных блоков. Системы обеспечивают высококачественную селективную выемку руд различных сортов с делением их на богатые с содержанием золота более З
Рис. 1. Дисперсия содержания металла в сумме рудных потоков в зависимости от абсолютных отключений содержания в забоях (А а) при дисперсии содержания в каждом забое 0%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8% (сплошные линии соответственно 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) и дисперсия в руде, отгружаемой с усреднительного склада хребтового типа, при дисперсии в забое 2, 4, 6, 8 процентов (пунктирные линии соответственно 21, 41, 61, 81). Примечание: 1. Абсолютные отклонения А а в каждом из п забоев одинаковы.
2. Дисперсия в каждом из п забоев одинакова
г/т, рядовые - 5-3 г/т, бедные -3-2 г/т, забалансовые 2,0-1,5 г/т, минерализованную горную массу 1,5+1,0 г/т и породу - менее 1,0 г/т.
Усреднению качества в отдельных сортах способствуют отработка руды высокими 13-ти метровыми уступами, а также взрывные работы, в результате чего дисперсию содержания золота во взорванной рудной массе можно оценить в 20-23%.
В связи с уменьшением объемов, в которых необходимо оценивать изменчивость содержания металла в рудопотоках карьера, в ковше экскаватора и в кузове автосамосвала, значение дисперсии значительно увеличивается.
Для решения проблемы эффективного контроля и управления селективной выемкой руд различного сорта на НГМК, эксплуатируется автоматизированная система управления качеством рудопотока, основанная на использовании навигационного комплекса GPS.
Комплекс позволяет периодически регистрировать координаты подвижных объектов в карьере с высокой степенью точности, которые передаются для обработки в систему оригинальных компьютерных программ. Комплекс решает следующие задачи в режиме реального времени:
0 1
0 4
- отображение фактических границ уступов и забоев;
- управление селективной отработкой выемочных блоков с визуализацией на дисплее правильности ведения горных работ в экскаваторных забоях;
- автоматическое определение качественных характеристик горной массы, загружаемой в автосамосвал, с указанием адреса его разгрузки;
- учет количества перевезенной горной массы каждого выделенного сорта;
- регистрация перемещения автосамосвалов в карьере и оперативное распределение автотранспорта.
Применение комплекса GPS и компьютерных технологий позволяет на 10-12% увеличить полезное время работы технологического транспорта, на 3-5% снизить потери и разубоживание рудной массы, на 10-15% увеличить выход товарной руды из рудно-породной зоны карьера, а также снизить дисперсию содержания металла в добываемой по сортам руде. Однако рудный поток в автосамосвалах, отходящих из добычных забоев, имеет большую изменчивость содержания золота.
Эта изменчивость рудопотока определяется суммой межзабой-ной дисперсии и дисперсией содержания в каждом экскаваторном забое, т.е. дисперсией содержания золота в каждом автосамосвале. Учитывая, что содержание золота определяется в сравнительно малых объемах, равных вместимости кузова автомобиля -70-100 м3, дисперсия суммарного потока оценивается областью А и может достигать 80-100% (рис. 1). В качестве межзабойной изменчивости содержания принято максимальное значение отклонения содержания от планового показателя. Дисперсия суммарного потока также возрастает из-за вероятностного значения нахождения экскаваторов и автосамосвалов в работе. В период движения автосамосвалов из добычных забоев автоматизированной системой производится определение содержания золота в кузове и передача адреса (номера) соответствующего содержания сектора на прикарь-ерном перегрузочном комплексе.
Этим осуществляется деление суммарного потока на сорта и одновременно снижение колеблемости содержания золота в секторах. Исследованиями установлено, что дисперсия поступающего рудопо-тока на сектор находится в пределах 40-47%.
Снижение колеблемости среднего содержания золота в секторах перегрузочного комплекса описывается корреляционной функцией экспоненциального вида. Исследования показали, что смешение руды в секторе в течение 15-20 суток снижает дисперсию содержания золота в 3-4 раза по сравнению с дисперсией входящего потока.Путем дозированной отгрузки руды в железнодорожные составы из секторов перегрузочного комплекса на ГМЗ поступает горная масса со среднесуточной дисперсией содержания золота относительно планового показателя в пределах 7,0-8,0%. Дальнейшая стабилизация качества производится на ГМЗ в процессах переработки. Таким образом,
при цикличной технологии ведения горных работ обеспечение качеством рудопотока осуществляется автоматизированной системой и GPS, а также двумя при-карьерными перегрузочными комплексами вместимостью каждый 500-600 тыс. т руды.
Для циклично-поточной технологии с использованием конвейерного подъемника технологическая схема рудного потока представлена в предпроектных решениях весьма упрощенно: суммарный поток автосамосвалов направляется на концентрационный горизонт, после дробления руда поступает на подъемный конвейер, затем с разгрузочного конвейера -в железнодорожные вагоны с образованием догрузочного (под-шихтовочного) склада. При этом руда, не смешиваясь порциями в объеме 70-100 м3, будет поступать на ГМЗ с дисперсией содержания золота, соответствующей суммарной дисперсии автомобильного потока из забоев, т.е. с дисперсией 80-100%. С целью обеспечения
*
in'.....................................
11 in 111
Рис. 3. Конструкция усреднительного склада на концентрационном горизонте
стабильных показателей качества руды при ЦПТ и определения технологической нагрузки на этапы усреднения целесообразно сделать оценку элементов системы формирования качества рудопотока.
Усреднение руды при перегрузке с подъемного конвейера в железнодорожные составы делает необходимым укладку всей руды перегрузочным конвейером в склад хребтового типа и последующую отгрузку экскаватором в железнодорожные составы. На склад поступает руда после разгрузки автосамосвалов в дробилку и подъема конвейером в объемах, соответствующих кузову автосамосвала, с различным содержанием металла без смешивания. В результате такой укладки склад представляет собой набор наклонных слоев руды толщиной 0,4-0,6 м. Усреднение происходит в ковше экскаватора при пересечении 1015 слоев, а также в железнодорожных вагонах (рис. 2).
Теория смешивания потоков руды на складах позволяет определить, что с учетом межзабойной дисперсии содержания металла в добычных забоях и дисперсии внутри каждого забойного потока (разности содержания золота в кузове каждого автосамосвала относительно среднего в забое) неравномерность значительно снижается (см. рис. 1), значения дисперсии содержания в потоке руды, отгружаемой со склада, можно ожидать в области В. Однако ожидаемая дисперсия в рудопотоке, поступающем со склада на ГМЗ, может достигать 15-17%, что значительно выше существующей и потребует перестройки рудопод-готовки на заводе.
Усреднение руды перед загрузкой конвейера и при перегрузке в железнодорожные составы пред-
полагает усреднение за два этапа -в карьере на складе, расположенном на горизонте загрузки конвейера и на прикарьерном перегрузочном комплексе.
Склад на горизонте загрузки конвейера образуется путем разгрузки автосамосвалов под откос с последовательной укладкой руды в объемах, соответствующих вместимости кузова автосамосвала. Поэтому по качеству структура руды на таком складе аналогична структуре хребтового склада, и также представляет собой набор слоев руды с различным содержанием золота. При примерно одинаковых линейных размерах забоев экскаваторов, отгружающих руду с карьерного и прикарьерного складов, можно принять показатели забойного усреднения равными.
Расчеты по смешиванию разнородных потоков в последовательных смесителях показывают, что при прохождении руды через два склада изменчивость содержания золота уменьшается. Так, при значении коэффициента затухания дисперсии корреляционной функции 0,50^0,55, объеме карьерного склада, соответствующего 3-х суточному потоку, а прикарьерного склада - 8-ми суточному, дисперсия потока руды на выходе снижается в 2,5-3,0 раза по сравнению со смешиванием в одном прикарьерном складе хребтового типа. При максимальной суммарной дисперсии входящего (автомобильного) на карьерный склад потока, дисперсия потока руды, поступающей на ГМЗ, не превысит 810%. Один из вариантов карьерного усреднительного склада и загрузки подъемного конвейера показан на рис. 3.
Помимо функции усреднения такой склад играет роль аккумулирующей емкости, что снижает
дисперсию объемов рудопотока и способствует плановой загрузке конвейера. Погрузка руды экскаваторами с вместимостью ковша 10-15 м3 создает щадящий режим эксплуатации дробилки по сравнению с загрузкой автосамосвалами за счет дозирования подачи руды в бункер дробилки.
Наряду с уменьшением изменчивости содержания на карьерном и прикарьерном усреднительных складах снижению дисперсии выходящего рудопотока способствуют мероприятия по уменьшению дисперсии межзабойного колебания содержания золота.
С целью снижения межзабойной дисперсии целесообразно на сортовых планах в экскаваторных заходках выделить смежные блоки с определением содержания в них металла. После отработки блока каким-либо добычным экскаватором производится выбор одного из смежных блоков в заходке по критерию минимума межзабойной дисперсии для всех добычных экскаваторов и передача команды на экскаватор о необходимости перехода. Исследования показали, что таким образом возможно снизить суммарную дисперсию рудопотока из добычных забоев в 2,5-3,0 раза, что соответствует ее значениям в области С (см. рис. 1). При последующем двухстадий-ном усреднении дисперсия рудопотока, направляемого на ГМЗ, может быть доведена до 4-6%.
Алгоритмы расчетов усреднения на складах, межзабойного усреднения с переходом экскаваторов в смежные выемочные блоки, а также суммарной дисперсии содержания золота в потоке руды, поступающей на ГМЗ, могут быть включены в автоматизированную систему АС «Руда».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мазуркевич А.П, Сытенков В.Н, Канцель А.В. и др. Управление качеством продукции - от карьера до слитка. Цветные металлы, № 7, 1999.
2. Прохоренко Г.А, Сытенков В.Н, Шеметов П.А. ОРБ -система диспетчерского управления экскаваторноавтомобильным комплексом и качеством рудного потока в глубоких карьерах. ИГТБ, МГГУ, № 10, 2000.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -------------------------------
3. Шеметов П.А. Управление качеством рудного потока при циклично-поточной технологии разработки сложноструктурных месторождений. Горный журнал. Специальный выпуск, 2002.
4. Шупов Л.П. Математические модели усреднения. - М., Недра, 1978.
Медников Н.Н. -Московский государственный горный университет. Шеметов П.А. - НГМК.
Селезнев А.В. - ВНИПИпромтехнологии.
Файл:
Каталог:
Шаблон:
Ш
Заголовок:
Содержание:
Автор:
Ключевые слова:
Заметки:
Дата создания:
Число сохранений:
Дата сохранения:
Сохранил:
Полное время правки: 31 мин.
Дата печати: 09.11.2008 0:07:00
При последней печати страниц: 4
слов: 1 915 (прибл.)
знаков: 10 918 (прибл.)
ШЕМЕТОВ
G:\^ работе в универе\2003г\Папки 2003\GIAB7_03 C:\Users\Таня\AppData\Roaming\Microsoft\Шаблоны\Normal.do Сытенков В SISADMIN
04.06.2003 15:24:00 6
08.11.2008 23:50:00 Таня
