книги / Управление качеством руд при добыче

рудном теле концентрация горных работ не допустима, так как практически невозможно подобрать шихту на достаточно продолжительный период работы горизонта.

Деконцентрация горных работ. Рассредоточение эксплуа-

тационных блоков на горизонте и (или) по этажам (рис. 6.15) требует опережающих инвестиций (на проведение горно-капиталь- ных выработок, приобретение оборудования и др.), дополнительных издержек производства (на поддержание выработок, проветривание, энергетическое обеспечение и др.) и вызывает «замораживание» средств.

Рис. 6.15. План горизонта и графики изменения содержания ПК при концентрациигорныхработ(левоекрыло) идеконцентрации(правоекрыло): 1 – содержание ПК не меняется; 2, 3 – содержание ПК изменяется соответственно закономерно и стохастично; 4 – среднее содержание ПК в рудопотоке на ОФ; 5, 6, 7 – вертикальный ствол, квершлаг и полевой штрек соответственно; а, б, в – блок в массиве, в эксплуатации

и отработанный

Деконцентрация горных работ на горизонте (этаже) возможна при любом распределении ПК в рудном теле. Она зачастую необ-

51

ходима при переменном содержании ПК, так как позволяет легко подобрать шихту из блоков с разным содержанием в плановом и аварийном режимах, а также сравнительно просто поддерживать стабильность качества рудопотока. Кроме того, деконцентрация обеспечивает наибольшую полноту отработки запасов. Следует отметить, что деконцентрация не всегда допустима по условиям горного давления. Возможности, позитивные и негативные стороны деконцентрации горных работ при помощи увеличения количества эксплуатируемых горизонтов (этажей) аналогичны таковым при деконцентрации на одном горизонте.

Производительность забоя, блока, панели (нагрузки).

Производительность эксплуатационного блока (нагрузка) является одним из главных средств управления качеством рудопотока. При заданных потребителем (обогатительная фабрика) регламентах ( ОФ – содержание ПК в рудопотоке на обогатительной фабрике и Ар – количество отгружаемой руды) необходимо выдерживать качественные характеристики добытой руды на уровне

р = (1 ) ОФ, где р – содержание ПК в добытой руде; – допустимыеколебания содержания ПКврудопотоке, доли ед.

Среднее содержание ПК в рудопотоке на обогатительной фабрике зависит от производительности i-х эксплуатационных блоков Рi и содержания ПК в добытой из них руде i:

Повышение уровня стабильности содержания ПК в рудопотоке обеспечивается увеличением производительности блока до определенных пределов. Если увеличение производительности блока (забоя) приводит к значительному сокращению их количества в эксплуатации, то возможности подбора шихты и регулирования стабильности рудопотока существенно ухудшаются.

52

Кондиции на отгружаемую руду. Кондиции на содержание ПК в руде определяются двумя показателями:

1)бортовым содержанием, т.е. наименьшим содержанием полезного компонента, по которому оконтуривают рудное тело, с обеспечением среднего содержания ПК, соответствующего промышленному минимальному содержанию (промминимуму);

2)промминимумом ПК, т.е. средним содержанием полезного компонента в руде, отвечающим требованиям рынка.

Существует много методов определения кондиций на содержание ПК в руде. Обобщенно и схематизировано их можно формализовать в виде следующих этапов:

борт Q ср С Цр Ц ( борт борт.конд, ср конд ).

Поясним схему поэтапно:

1. Последовательный перебор (назначение) бортовых содержаний борт, по каждому из которых производится оконтуривание рудного тела (например, при помощи пакета Data Mining). По графику изменения содержания ПК в рудном теле (рис. 6.16) устанавливается его средняя мощность m.

Рис. 6.16. Схема для определения кондиции на содержание ПК в рудном теле

53

2.Подсчет запасов руды Q в пределах оконтуренного рудного тела.

3.Определение среднего содержания ПК ср в оконтуренных запасах.

4.Расчет себестоимости добычи руды (Ср) и конечной про-

дукции (См).

5.Формирование цены руды или продукции Цр.

6.Сопоставление этих показателей с рыночной ценой Ц.

7.Если цена руды или продукции Ц больше ее рыночной це-

ны Цр, то назначается новое борт и процесс определения кондиций повторяется. Если цена руды или продукции меньше либо равна рыночной, то данное значение борт принимается за граничное борт. конд, обеспечивающее промминимум, а ср назначается промышленно минимальным (кондиционным) конд.

Методы и средства опробования рудопотока. Опробова-

ние – получение информации о качестве (содержании) руды. Оно проводится в массиве руды, в рудопотоке от забоя, в рудопотоке от эксплуатационных блоков (панелей), в рудопотоке на горизонте, в общерудничном рудопотоке.

Опробование характеризуется периодичностью (частота взятия проб и сроки их обработки), информативностью (объем и качество представленной информации) и объективностью (достоверность отбора и обработки проб).

Технические сооружения и средства управления качест-

вом руды. К техническим сооружениям, средствам и оборудованию по обеспечению управления качеством и стабильностью рудопотока относятся сооружения и выработки для разделения руды по сортам, для усреднения руды и для разделения и усреднения рудопотоков.

Для разделения руды по сортам используют следующие сооружения:

– специализированные стволы для выдачи руды разных сортов (классический пример – рудник Кируна в Швеции, на кото-

54

ром построено девять рудоподъемных стволов для выдачи руды разных сортов);

–капитальные и участковые рудоспуски, разделенные по сортам руды (появились впервые на канадских медных рудниках

ив настоящее время широко распространены в горно-добыва- ющей промышленности России и мира);

–бункеры по сортам руды (в Кривбассе четыре подземных бункера для мартеновской, рядовой и разубоженной руды, а также пустой породы).

Для усреднения руды предназначены усреднительные склады и штабели (рис. 6.17–6.19) постоянного (непрерывного) действия (через них проходит вся добытая руда) и периодического (временного) действия, которые служат резервными для подмешивания руды другого качества с целью обеспечить требования ОФ.

Штабель – это организованный отвал руды на поверхности или в крытом складе. Принцип усреднения заключается в отсыпке штабеля горизонтальными (рис. 6.17, а) или наклонными (рис. 6.18, а) слоями и отгрузкой его встречными (поперечны-

ми) слоями (рис. 6.17, б и 6.18, б).

Рис. 6.17. Усреднительный штабель (склад) в стадии формирования горизонтальными слоями (а) и отгрузки наклонными слоями (б); 1 и 3 – самосвал, транспортирующий и разгружающий руду; 2 – бульдозер, планирующий плоский штабель; 4 – экскаватор, отгружающий руду

55

происходит по фигурам выпуска – эллипсоидам вращения, что ведет к интенсивному перемешиванию руды (рис. 6.20).

Рис. 6.20. Усреднительный бункер: 1 – рудопотоки из эксплутационных блоков; 2 – области формирования наклонных слоев отсыпки руды; 3 – эллипсоиды вращения; α1, α2, α3 – содержания ПК в рудопотоках

Принцип действия усреднительных машин (рис. 6.21) состоит в последовательном по фронту штабеля разрыхлении руды, подбору ее скребковым транспортером, черпаковым колесом или другим устройством и доставки к магистральному конвейеру либо другому виду транспорта. При горизонтальной или встречнонаклонной отсыпке штабеля такая машина обеспечивает высокое качество усреднения руды.

Для разделения или усреднения рудопотоков применяют аккумулирующие подземные выработки, подземные и поверхностные бункеры и усреднительные и разделительные штабели.

В аккумулирующих подземных выработках (штреках, ортах, рудоспусках, отработанных камерах и др.) размещается руда различного качества. При необходимости в общий рудопоток добавляется руда из этих выработок.

57

3

1

Рис. 6.21. Усреднительная машина с разрыхляющими и подбирающими устройствами: 1 – мост; 2 – несущие конструкции; 3 – транспортер; 4 – перегружатель; 5 – черпаковоеколесо; 6 – рыхлитель; 7 – штабельруды

Подземные и поверхностные бункеры различной конструкции (рис. 6.22) начали использовать в 1950-е гг. Отгрузка руд в думпкары или самосвалы из одной секции (ячейки) бункера с конкретным содержанием ПК обеспечивает разделение рудопотоков. Расчетное (программируемое) дозирование руды в каждый транспортный сосуд из всех ячеек позволяет управлять ее качеством за счет смешиваниярудопотоковс получением среднего содержания ПК:

in

iQi

где i – номер секции (ячейки) бункера; n – количество секций. Усреднительные и разделительные штабели входят в усредни-

тельный комплекс, размещенный на поверхности. Комплекс обеспечивает управляемое смешивание шести сортов руды (рис. 6.23). По железнодорожным путям составы с добытой рудой подаются на разгрузку в первый сектор комплекса. Каждый сорт руды разгружается в свой штабель (с I по VI), который планируется и формируется бульдозером. В это время в другой, симметричной части комплекса – втором секторе – ведется дозированная в соответствии с усреднительными расчетами загрузка думпкаров из разных штабелей (с VII по XII). После завершения погрузки состав с усредненной рудой отправляется на обогатительную фабрику.

58

Рис. 6.22. Многоячеечный бункер для разделения или усреднения рудопотоков: α1, …, α4 – рудопотоки с различным содержанием ПК; Q1, …, Q4 – дозывыпускадлярегулированиякачестваотгружаемойруды

Рис. 6.23. Усреднительный комплекс на поверхности: 1, 4 – подъездные железнодорожные пути для разгрузки руды в штабели и дозированной загрузки из разных штабелей в думпкары; 2 – бульдозеры; 3 – экскаваторы; I–VI – штабели шести сортов руды в подготовке (отсыпке); VII–XII – штабели шести сортов руды в отгрузке

После окончания заполнения рудой штабелей первого сектора, погрузочные работы переводятся туда, а во втором секторе начинается отсыпка и формирование новых штабелей. При необходимости этоткомплекс можетработать и врежиме разделения рудопотоков.

59

Внутришахтный транспорт. Управление подземным транспортом является определяющим при регулировании качества общешахтного рудопотока. Оно может выполняться диспетчером по собственному усмотрению или с использованием программного управления на базе компьютерных технологий. Например, на Тырныаузском вольфрамомолибденовом комбинате управление внутришахтным транспортом было полностью компьютеризировано и автоматизировано.

6.4. Экономические факторы, определяющие выбор схем, средств, оборудования и способов управления качеством руды

Управление качеством на горном предприятии практически всегда означает потребность в дополнительных инвестициях и (или) эксплуатационных расходах. Они целесообразны при позитивных экономических результатах, перекрывающих эти затраты (рис. 6.25).

Дополнительные затраты на повышение качества руды.

Повышение качества руды, т.е. увеличение содержания ПК в рудопотоке и стабилизация этого содержания во времени (смена, сутки, декада и т.д.), а также снижение вредных примесей, достижение рационального гранулометрического состава и др. требует дополнительных финансовых и ресурсных затрат. Направление их использования соответствует следующим основным факторам, влияющим на качества рудопотока:

1. Совершенствование геологической информации. Геологи-

ческая информация, передаваемая технологам, не всегда полностью отвечает их требованиям. В этих случаях возникает необходимость в дополнительном опробовании рудных тел, изменении кондиций, пересчете запасов руды и др. Эти работы требуют дополнительных инвестиций на приобретение бурового и другого оборудования; бурение скважин с поверхности; проходку новых геолого-разведочных выработок и др. и увеличения издержек производства на сгущение сетки разведочных скважин; взятие,

60