Установление параметров взрывных работ с учётом результатов рудоподготовки Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© Ю.Г. Щукин, О.М. Чихачёв, М.Г. Горбонос

Ю.Г. Щукин, О.М. Чихачёв, М.Г. Горбонос

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ КАЧЕСТВА РУДОПОДГОТОВКИ ОТ ПАРАМЕТРОВ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ В УСЛОВИЯХ ОАО "АЧИНСКИЙ ГЛИНОЗЕМНЫЙ КОМБИНА Т"

~П настоящее время оценку качества взрывных работ А#(ВР) при отбойке полезных ископаемых (ПИ) в карьерах чаще всего производят с учётом только технологии ВР. Критериями эффективности принимают средний диаметр куска взорванной горной массы, выход негабарита [1], качество проработки подошвы либо число неполных циклов экскавации [2]. При производстве строительных материалов из карбонатных пород учитывается выход мелкой фракции [3].

Для многих видов минерального сырья за счёт неравномерности и контрастности физико-механических свойств ПИ и вмещающих пород наблюдается избирательное разрушение полезных компонентов и их переход в крупные или мелкие фракции при механическом дроблении и взрывании руды в карьерах.

Перераспределение ПИ в минусовой продукт характерно для молибденовой (рис. 1), золотосодержащей руд, а предконцентра-ции в крупные классы характерны для флюоритовой и железной руд. Для известняка наблюдается переход оксида серы в мелкие фракции дробленой руды.

Установлено, что зависимость содержания молибдена от класса крупности на стадии среднего механического дробления на обогатительной фабрике описывается гиперболической зависимостью

Y = ЛХ + B, у.е., (1)

где Х - классы крупности, мм; А и В - эмпирические коэффициенты, зависящие от физико-механических свойств и типа руд.

Для объединенных проб балансовых, бедных руд, пород внутренней вскрыши и контактных зон значения коэффициента А соответственно составляют 129,7; 104,44; 33,1, а значения коэффициентов В - соответственно 6,3; 15,76; 13,3.

Рис. 1. Распределение металла по классам крупности для руд молибденового месторождения: 1 - балансовая руда; 2 - бедная руда; 3 - породы внутренней вскрыши и контактных зон

На основе установленных закономерностей для горнообогатительных предприятий разработаны и успешно используются технологии предварительного обогащения, в которых в процессе механического дробления грохочением или сепарацией производят разделение минерального сырья на предварительно обогащенный продукт, подаваемый в последующие процессы обогащения, и пустую породу, отправляемую для производства щебня.

Проведенными исследованиями установлена взаимосвязь интенсивности воздействия взрыва зарядов ВВ в карьерах с показателями предварительного обогащения. Лабораторные эксперименты по взрыванию образцов молибденовых и флюоритовых руд показали увеличение степени разупрочнения минеральных агрегатов по их границам при увеличении действия взрыва.

Установлено, что при воздействии взрыва на ПИ наблюдается образование трещин второго порядка на наиболее ослабленных участках материала, которыми являются границы сростков минералов, содержащих полезные компоненты, и пустой породы. Результаты воздействия взрыва зарядов ВВ на процессы рудоподго-товки зависят от четырёх главных природных факторов:

- контрастности по физико-механическим свойствам безруд-ной и рудонесущей массы;

- характера контактов рудных тел, жил и прожилков и их мощности;

- характера и интенсивности изменения рудных тел, например, околожильного метасоматоза;

- характера распределения полезных и вредных компонентов в рудовмещающей массе.

Все эти факторы определяются генезическими особенностями формирования месторождения. Первый - преимущественно составом вмещающих пород и степенью их изменения; второй -характером предрудной и послерудной деформаций пород рудного поля; третий и четвёртый - пространственной удалённостью от центральной части месторождения, составом и тектонической проработкой вмещающих оруденение пород.

Промышленные эксперименты в производственных условиях на молибденовых рудах, в карьере и при механическом дроблении на фабрике подтвердили полученные зависимости. Установлено, что наиболее объективным технологическим критерием эффективности технологии предварительного обогащения является содержание полезного компонента в предварительно обогащённом продукте. В частности, для анализируемого случая молибденового месторождения - продукта "-20 мм". Установлена количественная взаимосвязь между удельным расходом ВВ при отбойке молибденовой руды в карьере, содержанием молибдена в исходной руде и содержанием полезного компонента в обогащённом продукте:

Удельный расход ВВ, кг/м3

- 1 —^2 - — -3 -^4 -----------5 - 6 ----7

—*—8 —-—9----------10 ——11 —•—12--------13------14

....15-----16 -----17

Рис. 2. Зависимость содержания металла в обогащенном продукте от удельного расхода ВВ для руды молибденового месторождения: 1-4 - для пород внутренней вскрыши и контактных зон с содержанием металла 11,13,15,17 у.е.; 5-11 -для бедных руд с содержанием металла 19,23,30,35,40,45,48 у.е.; 12-17 - для балансовых руд с содержанием металла 55,60,65,70,75,80 у.е.

Y = -100,6 + 2,289Х1 + 116Х2, у.е., (2) где Y - содержание полезного компонента в обогащённом продукте "-20 мм", у.е.; Х] - содержание молибдена в исходной руде, у.е.; Х2

- удельный расход ВВ, кг/м3.

Выход обогащённого продукта класса "-20 мм" среднего дробления на обогатительной фабрике описывается зависимостью

Y = -27,14 + 0,2963Х1 + 64,22Х2. (3)

На рис. 2 показаны графики зависимостей содержания металла в классе "-20 мм" от удельного расхода ВВ при различных фиксированных значениях содержания металла в исходной руде, а на рис. 3 аналогично - графики зависимостей выхода класса "-20 мм" от удельного расхода ВВ при различных, фиксированных значениях содержания металла в исходной руде.

го сех За ть во а в не-

Представленные результаты исследований показывают увеличение содержания металла в клас дробления и увел типов руд^ари любе счет увеличен поднять и^4®е обогащённого

хвостах. Навв о

кондиционног ренней в технологий до руд и в отвал.

Нроцеесс разу х

зуется след

возрастает1 разупрочйбн ие 0j68ел<il^72hвHlt;еЭЗрасfl;рытйе^^tроC,'88ов 0<92не-ралов по их границам. Нриудашиыгесйймдзнвчении интенсивности разрушения начинает лрочсходитъзэазупроч нениене толькобграниц срастания минералов, -ноти^самих з9рен. В п^оцессах^последую щего механического дроЗбления 1это приведёт к дебинтеграЦии пустой породы и ее переходу в класс "-20 мм" при грохочении на стадии среднего дробления и разубоживанию обогащённого продукта. Таким образом, руда каждого типа и содержания имеет некоторое критическое значение удельного расхода ВВ, при превышении которого снижается эффективность предварительного обогащения.

Из рис. 2 и 3 видно, что породы внутренней вскрыши и контактных зон обладают наибольшей прочностью и небольшим содержанием полезных компонентов, поэтому при увеличении содержания полезного компонента для их эффективного разупрочнения необходим рост удельного расхода ВВ. При увеличении содержания металла в породах внутренней вскрыши и контактных зон с 11 до 27 у.е. удельный расход ВВ увеличивается с 0,75 до 0,83 кг/м3. Бедные руды (содержание полезных компонентов-28-48 у. е. ) обладают пониженной

прочностью и более высоким содержанием полезных компонентов. Повышение удельного Хасльньш рагаод кг/м3 зинтеграции

пустых пород и разубоживанию обогащённого продукта после грохочения на стадии среднего дробления. Поэтому для бедной руды удельный расход ВВ - 0,83^0,84 кг/м3. Балансовые руды обладают Рис. 3. Зависимость выхода обогащенного продукта от удельного расхода ВВ для руды молибденового месторождения: 1-4 - для пород внутренней вскрыши и контактных зон с содержанием металла 11,13,15,17 у.е.; 5-11 - для бедных руд с содержанием металла 19,23,30,35,40,45,48 у.е.; 12-17 - для балансовых руд с содержанием металла 55,60,65,70,75,80 у. е.

самой низкой прочностью и наибольшим содержанием. Высокий удельный расход ВВ неминуемо приведёт к засорению, разубожи-ванию руды минералами пустой породы, Следовательно, для этого типа руд рекомендовано задавать удельный расход ВВ в количестве, обратно пропорциональном содержанию полезных компонентов на взрываемых участках блоков. При увеличении содержания металла от 49 до 80 у.е. удельный расход уменьшается с 0,83 до 0,73 кг/м3.

Рекомендованные значения удельного расхода ВВ при взрывании в карьере молибденового месторождения

№ им Содержание металла в исходной руде, у.е. Рекомендуемый удельный расход ВВ кг/м3

1 11 0,75

2 12-13 0,77

3 14-16 0,79

4 17-19 0,81

5 20-22 0,82

6 23-26 0,83

7 27-34 0,84

8 35-44 0,83

9 45-50 0,82

10 51-55 0,81

11 56-60 0,80

12 61-63 0,79

13 64-68 0,78

14 69-71 0,77

15 72-75 0,76

16 76-77 0,75

17 78-80 0,74

Применение такого метода расчёта удельного расхода ВВ с последующим грохочением минерального сырья на стадии среднего дробления по классу крупности "-20 мм" позволяет наряду с повышением эффективности обогащения балансовой руды вовлечь в переработку некондиционное сырье с содержанием металла в предварительно обогащённом продукте не ниже минимального промышленного, выход этого продукта - 30-40%. Рекомендуемые величины удельного расхода ВВ для условий молибденового месторождения представлены в таблице.

-------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Рубцов В.К. Расчет заданного выхода крупных и мелких кусков породы на карьерах Сб. Взрывное дело №62/19. - М.: Недра, 1967, с.84-99.

2. Эквист Б.В. Критерий, оценки качества проработки подошвы уступа / Известия вузов. Горный журнал, 1979, №7, с.71-75.

3. Шлаин И.Б. Разработка месторождений карбонатных пород. - М.: Недра, 1968, 293 с.

— Коротко об авторах ----------------------------------------------

Щукин Ю.Г. - ФГУДП "Арсенал",

Чихачёв О.М. - ОАО "Ачинский глиноземный комбинат",

Горбонос М.Г. - Московский государственный горный университет.