Обоснования параметров складирования пастообразных отходов обогащения в естественных хранилищах отходов
Предмет исследований – течение пастообразной пульпы по склону хранилища отходов. Цель работы – определить расстояние, на которое происходит перемещение фронта пульпы по склону хранилища, и массу складируемых отходов. Растекание пастообразной пульпы по склону хранилища отходов моделировалось ползу...
Saved in:
| Date: | 2014 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
2014
|
| Series: | Геотехнічна механіка |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137284 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Обоснования параметров складирования пастообразных отходов обогащения в естественных хранилищах отходов / Е.В. Семененко, Е.С. Лапшин, С.Н. Киричко // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2014. — Вип. 119. — С. 53-62. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-137284 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1372842025-02-09T14:25:12Z Обоснования параметров складирования пастообразных отходов обогащения в естественных хранилищах отходов Обгрунтування параметрів складування пастоподібних відходів збагачення при розосереджений подачі пульпи Substantiation of parameters of stocking of pastelike cleaning rejects into natural waste storage Семененко, Е.В. Лапшин, Е.С. Киричко, С.Н. Предмет исследований – течение пастообразной пульпы по склону хранилища отходов. Цель работы – определить расстояние, на которое происходит перемещение фронта пульпы по склону хранилища, и массу складируемых отходов. Растекание пастообразной пульпы по склону хранилища отходов моделировалось ползущим течением среды Бингама- Шведова. Дифференциальное уравнение, которое описывает изменение высоты слоя, решалось численным методом Рунге-Кутта-Фелберга 4-5 порядка. Впервые определено соотношение между числом Бингама и геометрическим комплексом (учитывает длину, угол наклона склона хранилища и начальную высоту слоя пульпы), при котором обеспечивается перемещение фронта пульпы на заданное расстояние.Полученные результаты планируется использовать при разработке перспективных технологий транспортирования и складирования отходов обогащения в виде пасты. Предмет досліджень - течія пастоподібної пульпи по схилу сховища відходів. Мета роботи - визначити відстань, на яку відбувається переміщення фронту пульпи по схилу сховища, і маси складованих відходів. Розтікання пастоподібної пульпи по схилу сховища відходів моделювалося повзучим плином середовища Бінгама-Шведова. Диференціальне рівняння, яке описує зміну висоти шару, вирішувалося чисельним методом Рунге-Кутта-Фелберга 4-5 порядку. Вперше визначено співвідношення між числом Бінгама і геометричним комплексом (враховує довжину, кут нахилу схилу сховища і початкову висоту шару пульпи), при якому забезпечується переміщення фронту пульпи на задану відстань. Отримані результати планується використати при розробці перспективних технологій транспортування і складування відходів збагачення у вигляді пасти. The subject of research is flow of paste-like pulp along the slope of waste storage. The purpose of research is determination of distance of shift of the pulp front along the slope of waste storage and of storing cleaning rejects mass. Spreading of paste-like pulp along the slope of waste storage was simulated by creeping flow of Bengham-Shvedov medium. Differential equation describing bed height change was solved by Runge-Kutta-Felberg numerical method of 4-5th order. The relation between Bengham number and geometric complex, which ensures pulp front shift to given distance, first was obtained. The length and angle of inclination of the slope of waste storage as well as initial pulp bed height were taken into account by geometric complex. Obtained results are planned to use during elaboration of prospective technologies of transportation and stocking of cleaning rejects in the form of paste. 2014 Article Обоснования параметров складирования пастообразных отходов обогащения в естественных хранилищах отходов / Е.В. Семененко, Е.С. Лапшин, С.Н. Киричко // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2014. — Вип. 119. — С. 53-62. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137284 [622.648.22:622.693.4].001.57 ru Геотехнічна механіка application/pdf Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Предмет исследований – течение пастообразной пульпы по склону хранилища
отходов. Цель работы – определить расстояние, на которое происходит перемещение фронта
пульпы по склону хранилища, и массу складируемых отходов. Растекание пастообразной
пульпы по склону хранилища отходов моделировалось ползущим течением среды Бингама-
Шведова. Дифференциальное уравнение, которое описывает изменение высоты слоя, решалось численным методом Рунге-Кутта-Фелберга 4-5 порядка. Впервые определено соотношение между числом Бингама и геометрическим комплексом (учитывает длину, угол наклона склона хранилища и начальную высоту слоя пульпы), при котором обеспечивается перемещение фронта пульпы на заданное расстояние.Полученные результаты планируется использовать при разработке перспективных технологий транспортирования и складирования отходов обогащения в виде пасты. |
| format |
Article |
| author |
Семененко, Е.В. Лапшин, Е.С. Киричко, С.Н. |
| spellingShingle |
Семененко, Е.В. Лапшин, Е.С. Киричко, С.Н. Обоснования параметров складирования пастообразных отходов обогащения в естественных хранилищах отходов Геотехнічна механіка |
| author_facet |
Семененко, Е.В. Лапшин, Е.С. Киричко, С.Н. |
| author_sort |
Семененко, Е.В. |
| title |
Обоснования параметров складирования пастообразных отходов обогащения в естественных хранилищах отходов |
| title_short |
Обоснования параметров складирования пастообразных отходов обогащения в естественных хранилищах отходов |
| title_full |
Обоснования параметров складирования пастообразных отходов обогащения в естественных хранилищах отходов |
| title_fullStr |
Обоснования параметров складирования пастообразных отходов обогащения в естественных хранилищах отходов |
| title_full_unstemmed |
Обоснования параметров складирования пастообразных отходов обогащения в естественных хранилищах отходов |
| title_sort |
обоснования параметров складирования пастообразных отходов обогащения в естественных хранилищах отходов |
| publisher |
Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України |
| publishDate |
2014 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/137284 |
| citation_txt |
Обоснования параметров складирования пастообразных отходов обогащения в естественных хранилищах отходов / Е.В. Семененко, Е.С. Лапшин, С.Н. Киричко // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2014. — Вип. 119. — С. 53-62. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| series |
Геотехнічна механіка |
| work_keys_str_mv |
AT semenenkoev obosnovaniâparametrovskladirovaniâpastoobraznyhothodovobogaŝeniâvestestvennyhhraniliŝahothodov AT lapšines obosnovaniâparametrovskladirovaniâpastoobraznyhothodovobogaŝeniâvestestvennyhhraniliŝahothodov AT kiričkosn obosnovaniâparametrovskladirovaniâpastoobraznyhothodovobogaŝeniâvestestvennyhhraniliŝahothodov AT semenenkoev obgruntuvannâparametrívskladuvannâpastopodíbnihvídhodívzbagačennâprirozoseredženijpodačípulʹpi AT lapšines obgruntuvannâparametrívskladuvannâpastopodíbnihvídhodívzbagačennâprirozoseredženijpodačípulʹpi AT kiričkosn obgruntuvannâparametrívskladuvannâpastopodíbnihvídhodívzbagačennâprirozoseredženijpodačípulʹpi AT semenenkoev substantiationofparametersofstockingofpastelikecleaningrejectsintonaturalwastestorage AT lapšines substantiationofparametersofstockingofpastelikecleaningrejectsintonaturalwastestorage AT kiričkosn substantiationofparametersofstockingofpastelikecleaningrejectsintonaturalwastestorage |
| first_indexed |
2025-11-26T19:12:52Z |
| last_indexed |
2025-11-26T19:12:52Z |
| _version_ |
1849881403101020160 |
| fulltext |
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
53
УДК [622.648.22:622.693.4].001.57
Семененко Е.В., д-р техн. наук, ст. науч.сотр.,
Лапшин Е.С., д-р техн. наук, ст. науч.сотр.,
Киричко С.Н., аспирант
(ИГТМ НАН Украины)
ОБОСНОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ СКЛАДИРОВАНИЯ
ПАСТООБРАЗНЫХ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ В
ЕСТЕСТВЕННЫХ ХРАНИЛИЩАХ ОТХОДОВ
Семененко Є.В., д-р техн. наук, ст. наук. співр.,
Лапшин Є.С., д-р техн. наук, ст. наук. співр.,
Киричко С.М., аспірант
(ІГТМ НАН України)
ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ СКЛАДУВАННЯ
ПАСТОПОДІБНИХ ВІДХОДІВ ЗБАГАЧЕННЯ ПРИ
РОЗОСЕРЕДЖЕНИЙ ПОДАЧІ ПУЛЬПИ
Semenenko E.V., D. Sc. (Tech.), Senior Researcher,
Lapshin E.S., D. Sc. (Tech.), Senior Researcher,
Kirichko S.N, Doctoral Student
(IGTM NAS of Ukraine)
SUBSTANTIATION OF PARAMETERS OF STOCKING OF PASTE-
LIKE CLEANING REJECTS INTO NATURAL WASTE STORAGE
Аннотация. Предмет исследований – течение пастообразной пульпы по склону хранилища
отходов. Цель работы – определить расстояние, на которое происходит перемещение фронта
пульпы по склону хранилища, и массу складируемых отходов. Растекание пастообразной
пульпы по склону хранилища отходов моделировалось ползущим течением среды Бингама-
Шведова. Дифференциальное уравнение, которое описывает изменение высоты слоя, реша-
лось численным методом Рунге-Кутта-Фелберга 4-5 порядка. Впервые определено соотно-
шение между числом Бингама и геометрическим комплексом (учитывает длину, угол накло-
на склона хранилища и начальную высоту слоя пульпы), при котором обеспечивается пере-
мещение фронта пульпы на заданное расстояние.Полученные результаты планируется ис-
пользовать при разработке перспективных технологий транспортирования и складирования от-
ходов обогащения в виде пасты.
Ключевые слова: отходы, паста, рассредоточенная подача, течение, склон хранилища, мас-
са отходов
Введение. Капитальные вложения на строительство современного крупного
хранилища для отходов обогащения полезных ископаемых достигают от 5 до
35 % сметной стоимости горно-обогатительного комбината, а эксплуатацион-
ные затраты составляют до 30 % себестоимости концентрата [1].
Дефицит земли под новые хранилища и повышения требований к экологи-
ческой безопасности вызывают необходимость в поиске новых технологий
складирования отходов.
© Е.В. Семененко, Е.С. Лапшин, С.Н. Киричко, 2014
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
54
В мире наметилась тенденция в повышении концентрации отходов до со-
стояния пасты, что позволяет комплексно решить большую часть технологиче-
ских, экологических, и, в конечном счете, экономических проблем для техноло-
гий обогащения минерального сырья. Это подтверждается положительными ре-
зультатами внедрения складирования пастообразных отходов обогащения
(ПОО) на горных предприятиях Канады, России, США, ЮАР и др.
С позиции геоморфологии [2] выделяют следующие типы и хранилищ: ов-
ражно-балочный (с односторонним обвалованием); равнинный (с всесторонним
обвалованием); косогорный (с трехсторонним обвалованием); котлованный
(намывной массив формируется в выработанном пространстве карьеров или в
естественных впадинах). Геоморфологическим типом хранилищ определяются
затраты на их строительство. Применяют два вида подачи пульпы в хранилище:
рассредоточенный (через отдельные выпуски или щелевой выпуск) и сосредо-
точенный (через торец трубы). В данной статье рассматривается первый вид
подачи, а в последующей – второй.
При складировании ПОО необходимо учитывать, что они текут по склону
только тогда, когда касательное напряжение достигает некоторой определенной
величины, которую называют пределом текучести (ПТ).
Традиционные методы [2–5] расчета хранилищ отходов мокрого обога-
щения не учитывают возможность прекращения течения ПОО, обусловлен-
ного наличием ПТ.
Цель работы – определить расстояние, на которое произойдет переме-
щение фронта пульпы по склону хранилища, и массу складируемых отхо-
дов.
Участок склона хранилища отходов аппроксимируем плоскостью (рис. 1).
1 – ПОО; 2 – плоскость; 3 – горизонт; 4 – поверхность скольжения
Рисунок 1 – Расчетная схема безнапорного течения пастообразных отходов обогащения
по склону хранилища
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
55
Слой ПОО 1 стекает по плоскости 2, которая наклонена к горизонту 3 под
углом α . Будем считать, что пульпа – среда Бингама-Шведова и реализуется
режим с поверхностью скольжения 4. Введем декартову систему координат
xyz . Ось x направим по линии ската, ось y – перпендикулярно плоскости ри-
сунка, а ось z – к свободной поверхности пульпы. Примем, что длина потока
ПОО в направлении оси y настолько велика, что краевыми эффектами можно
пренебречь, т. е. изменениями толщины потока по этой координате пренебрега-
ем.
Принятые допущения позволяют уравнения движения ПОО и неразрывно-
сти записать в следующем виде [6, 7]:
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
τ∂
+
∂
τ∂
ρ
+α+
∂
∂
ρ
−=
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
xx
sing
x
P
z
uw
x
uu
t
u xzxx11
, (1)
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
τ∂
+
∂
τ∂
ρ
+α−
∂
∂
ρ
−=
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
zx
sing
z
P
z
ww
x
wu
t
w zzxz11 , (2)
0=
∂
∂
+
∂
∂
z
w
x
u , (3)
где u и w– скорости соответственно вдоль осей x и z ; ρ – плотность; p –
давление; g – ускорение свободного падения; xxτ , xzτ , zxτ и zzτ – касательные
напряжения; t – время. Индексы при τ обозначают оси координат.
Напряжения для среды Бингама-Шведова определялись по формулам [6, 7]:
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
τ<τ
τ≥τγ⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
γ
τ
+η
=τ
,
,ij
ij
0
0
0
0
i
j
j
i
ij x
v
x
v
∂
∂
+
∂
∂
=γ ,
jkjk, ττ=τ 50 ,
22
4 ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
+
∂
∂
+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
=γ
x
w
z
u
x
u ,
где 0τ – предел текучести; η – вязкость ПОО; ijγ – скорости изменения тензора
деформации; τ и γ – вторые инварианты ijτ и ijγ .
Граничные условия на дне потока ( 0=z ), соответствуют условию прилипа-
ния
( ) 00 ==zu , ( ) 00 ==zw .
А граничные условия на свободной поверхности ( hz = )
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
56
w
x
hu
t
h
=
∂
∂
+
∂
∂ , ( )p
x
h
xxxz −τ
∂
∂
=τ , zxzz x
hp τ
∂
∂
=−τ .
Введем следующие безразмерные переменные:
L
xx~ = ,
H
zz~ = ,
U
uu~ = ,
H
hh~ = ,
UH
wLw~ = ,
L
tUt~ = ,
αρ
=
cosgH
pp~ .
где H − характерная высота слоя пульпы; L − характерная длина слоя пульпы
вдоль координаты x ; U – характеристическая скорость.
После их подстановки и незначительных преобразований уравнения (1) −
(3) и граничные условия представим в таком виде [6, 7]:
z~x~
S
x~
p~
z~
u~w~
x~
u~u~
t~
u~Re xzxx
∂
τ∂
+
∂
τ∂
ε++
∂
∂
−=⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
ε 22 , (4)
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
τ∂
+
∂
τ∂
ε++
∂
∂
−=⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
ε
z~x~z~
p~
z~
w~w~
x~
w~u~
t~
w~Re zzzx24 1 , (5)
0=
∂
∂
+
∂
∂
z~
w~
x~
u~ , (6)
x~
u~
E
B
xx ∂
∂
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ +=τ 12 ,
z~
w~
E
B
zz ∂
∂
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ +=τ 12 , ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
ε+
∂
∂
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ +=τ
x~
w~
z~
u~
E
B
xz
212
L
H
=ε , α= tg
H
LS ,
22 −
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
α
=
L
H
cosgH
URe , α
η
ρ cos
L
gHU
3
= ,
αρ
τ
=
cosgH
LB 2
0 ,
2
2
2
2 4 ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
ε+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
ε+
∂
∂
=
x~
u~
x~
w~
z~
u~E ,
где ε − геометрическая характеристика безнапорного потока; Re – число Рей-
нольдса; S – геометрический комплекс; μ – динамическая вязкость; B – число
Бингама.
Из системы (4) – (6) при 0ε → получено уравнение [6, 7], описывающее из-
менение толщины h потока
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
57
( ) 03
6
1 2 =⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
−−
∂
∂
+
∂
∂
x~
h~SZh~Z
x~t~
h~ , (7)
x~
h~S
Bh~Z
∂
∂
−
−= ,
где Z – координата поверхности скольжения (см. рис. 1).
Применительно к установившемуся движению 0h t∂ ∂ = уравнение (7) име-
ет вид
( ) 03
6
1 2 =⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
−−
∂
∂
x~
h~SZh~Z
x~
. (8)
В качестве характерных размеров H и L примем начальную высоту подачи
пульпы и заданную длину растекания (длина склона хранилища). Из (1)–(8)
следует: течение пульпы зависит от реологических ( 0τ ,η , ρ ) и геометрических
параметров ( H ,α ), которые характеризуются числом Бингама B и комплексом
S . Только при определенном соотношении между ними достигается заданная
длина растекания. Рациональные величины B и S определялись следующим
образом. Задавался набор значений чисел Бингама rB ( 1, 2, ...r n= ). Для каждо-
го из них варьировался геометрический комплекс ,r sS . Здесь первый индекс
указывает на то, что вычисления выполнены для rB , а второй – на s -ое значе-
ние S . Уравнение (8) решалось численно методом Рунге-Кутта-Фелберга 4-5
порядка и определялось значение ,r sx , при котором 0h = . Проверялось условие
,r sL x≤ < Δ , (9)
где Δ – допустимая погрешность в определении L .
Варьирование ,r sS прекращалось при выполнении условия (9) и
производился переход к следующему значению rB . Графическое представление
результатов вычислений ( 0,02Δ = ) приведены на рис. 2.
Аппроксимация расчетных значений выполнена линейной функцией (см.
рис. 2)
0,7544 5,2163S B= + . (10)
Погрешность аппроксимации менее 3 %, кроме значения при B = 0,2, где она
составляет 5,2 %.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
58
Рисунок 2 – Рациональные значения геометрического комплекса S ,
при которых обеспечивается заданная длина L растекания пульпы с числом Бингама B :
• – расчетные значения; –––– – аппроксимация
Формула (10) позволяет определить значение геометрического комплекса S ,
при котором обеспечивается заданная длина растекания пульпы с числом Бин-
гама B .
Подставляя в (10) выражения для определения S и B, получим
0
2tg 0,7544 5,2163
cos
L L
H gH
τα
ρ α
= + . (11)
Решая (11) относительно Н, определим начальную высоту слоя пульпы
2 0 cos0,0383 2,5sin 6,25sin 98,3794
cos
LH
gL
τ αα α
α ρ
⎛ ⎞
= + −⎜ ⎟
⎝ ⎠
.
Поскольку угол наклона α мал, то (11) представим в таком виде
0
20,7544 5,2163L L
H gH
τα
ρ
= + . (12)
Из уравнения (12) определим угол наклона плоскости
00,7544 5,2163 H
gH L
τα
ρ
= + .
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
59
Результаты численных экспериментов по изучению изменения высоты h
слоя пульпы вдоль координаты x (рис. 3), позволяют сделать вывод: несмотря
на варьирование рациональных значений числа Бингама и геометрического
комплекса S , вид функции ( )h x сохраняется.
Рисунок 3 – Изменение высоты h потока пульпы по координате x :
O – при 0,2B = и 5,1S = ; × – при 10B = и 12,38S =
При этом площадь F сечения слоя ПОО (в плоскости 0x z ), которая опреде-
лялась численным интегрированием ( )h x в пределах изменения x от 0 до 1
(табл. 1) также можно считать неизменной, поскольку с вероятностью 0,95
справедлива статистическая гипотеза, что все значения F принадлежат од-
ной генеральной совокупности со средним значением 0,9633.
Переходя к размерным величинам, получим площадь сечения
F LHF= . (13)
где F −безразмерная площадь, которую примем равной 0,96 (см. табл. 1).
Масса отходов, приходящаяся на один погонный метр по координате y , с
учетом (13) определяется так
0,96m CLHρ= . (14)
где C – массовая концентрация пульпы.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
60
Таблица 1 – Площадь F сечения пульпы при различных B и S
Число Бингама B Комплекс S Площадь F
0,2 5,100 0,9660
0,5 5,400 0,9659
1,0 5,890 0,9657
2,0 6,790 0,9657
3,0 7,660 0,9646
4,0 8,440 0,9644
5,0 9,200 0,9633
6,0 9,920 0,9624
7,0 10,620 0,9609
8,0 11,310 0,9588
9,0 11,908 0,9592
10,0 12,380 0,9627
Следует акцентировать внимание, что формула (14) справедлива при рацио-
нальных значениях числа Бингама и геометрического комплекса S , при которых
обеспечивается течение пульпы с начальной высотой H на расстояние L .
Время, необходимое для растекания по склону длиною L , определим по ха-
рактеристической скорости U
2 cosL
Lt
U gH
η
ρ ε α
= = .
Выводы. Растекание пульпы с концентрацией пасты по склону хранилища
отходов моделировалось ползущим течением среды Бингама-Шведова. С ис-
пользованием этой модели, на основе метода возмущений определены расстоя-
ние перемещения фронта пульпы и масса отходов, зависящие от числа Бингама
и геометрического комплекса. Показано, что при рассредоточенной подаче те-
чение пульпы по склону зависит от реологических и геометрических парамет-
ров, которые характеризуются числом Бингама и введенным геометрическим
комплексом.
Полученные результаты планируется использовать при разработке перспек-
тивных технологий транспортирования и складирования отходов обогащения в
виде пасты.
–––––––––––––––––––––––––––––––
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шевцов, Н.С. Разработка методики обоснования параметров горнотехнических систем с на-
мывными сооружениями при освоении железорудных месторождений: дис…. канд. техн. наук:
25.00.22; 25.00.21 / Шевцов Н.С. – Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова, 2013. – 120 с.
2. Гальперин, А.М. Геомеханика открытых горных работ / А.М. Гальперин. – М.: МГГУ, 2003. –
473 с.
3. Зверевич, В.В. Водовоздушное хозяйство обогатительных фабрик / В.В. Зверевич, В.А..
Перов. – М.: Недра, 1976. – 199 с.
4.Чуянов, Г.Г. Хвостохранилища и очистка сточных вод / Г.Г. Чуянов. – Екатеринбург: Изд.
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
61
УГГТА, 1998. – 246 с.
5.Воронов, Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод / Ю.В. Воронов, С.В. Яковлев.– М.: Из-
дательство Ассоциации строительных вузов, 2006 – 704 с.
6. Balmforth, N.J. A consistent thin-layer theory for Bingham plastics / N.J. Balmforth, R.V. Craster // J. Non
Newtonian Fluid Mech., 1999. – Vol.84. – P. 65–81.
7. Liu. J. Stability of viscoplastic flow [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.whoi.edu/page.
do.pid=13016.
8. Совершенствование режимов работы гидротранспортных установок технологий углеобогаще-
ния [Текст] / [Е.Л. Звягильский, Б.А. Блюсс, Е.И. Назимко, Е.В. Семененко.] – Севастополь: «Вебер»,
2002. – 247 с.
9. Трубопроводный гидротранспорт твердых сыпучих материалов [Текст] / [Л.И. Махарадзе,
Т.Ш. Гочиташвили, С.И. Криль, Л.А. Смойловская.] – Тб.: «Мецниереба», 2006. – 350 с.
10. Временные указания по технологии возведения намывных хвостохранилищ горнообогати-
тельных комбинатов (РСН 275 − 75). − Киев: Госстрой УССР, 1975. − 180 с.
REFERENCES
1. Shevtsov, N.S. (2013), Development of methodology for study parameters with alluvial mining sys-
tems structures during the development of iron ore deposits, Ph.D. Thesis, G.I. Nosova MGTU, Magni-
togorsk, RU.
2. Galperin, A.M. (2003), Geomehanika otkryityih gornyih rabot [Geomechanics opencast mining],
MGGU, Moscow, Russia.
3. Zverevich, V.V., Perov V.A. (1976) Vodovozdushnoe hozyaystvo obogatitelnyih fabrik [Water and air
sector enrichment plants], Nedra, Moscow, Russia.
4. Chuyanov, G.G.(1998) Hvostohranilischa i ochistka stochnyih vod [Tailing dumps and waste water
treatment], UGGTA, Ekaterinburg, Russia.
5. Voronov, Yu.V., Yakovlev, S.V. (2006) Vodootvedenie i ochistka stochnyih vod [Collection and
treatment of wastewater], Publisher Association Building universities, Moscow, Russia.
6. Balmforth, N.J., Craster, R.V.(1999) “A consistent thin-layer theory for Bingham plastics”, J. Non Newto-
nian Fluid Mech., no.84, pp. 65–81.
7. Liu, J. Stability of viscoplastic flow [Electronic]. – available at: https://www.whoi.edu/page. do?pid=13016.
8. Zvyagilskiy, E.L., Bljuss, B.A., Nazimko, E.I., Semenenko, E.V., (2002), Sovershenstvovanie rezhi-
mov rabotyu gidrotransportnyukh ustanovok tekhnologiy ugleobogashcheniya, [Improvement of operating
modes of hydrotransport installations of technologies of coal preparation], Weber, Sevastopol, Ukraine.
9. Maharadze, L.I., Gochitashvili, T.Sh., Krill, S.I., Smoylovskaay, L.A., (2006), Truboprovodnyui
gidrotransport tveerdyukh syupuchikh materialov, [Pipeline hydrotransport of firm bulks], Tbilisi, P. 350.
10. [Temporary instructions on technology of construction of alluvial tailings dams of mining and proc-
essing integrated works], Kiev, USSR State Committee for Construction, (1975), Ukraine.
–––––––––––––––––––––––––––––––
Об авторах
Семененко Евгений Владимирович, доктор технических наук, старший научный сотрудник Ин-
ститута геотехнической механики им. Н.С. Полякова, Институт геотехнической механики им. Н.С.
Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина,
igtmnanu@yandex.ru
Лапшин Евгений Семенович, доктор технических наук, ведущий научный сотрудник Института
геотехнической механики им. Н.С. Полякова, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова
Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина,
igtmnanu@yandex.ru
Киричко Сергей Николаевич, аспирант Института геотехнической механики им. Н.С. Полякова,
Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины
(ИГТМ НАН Украины), Днепропетровск, Украина, igtmnanu@yandex.ru
mailto:igtmnanu@yandex.ru�
mailto:igtmnanu@yandex.ru�
mailto:igtmnanu@yandex.ru�
ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2014. №119
62
About the authors
Semenenko Eugeniy Vladimirovich, Doctor of Technical Sciences (D.Sc), Senior Researcher at the
Institute of Geotechnical Mechanics, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National
Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dniepropetrovsk, Ukraine, igtmnanu@yandex.ru
Lapshin Evgeniy Semenovich, Doctor of Technical Sciences (D.Sc), Principal Researcher at the Institute
of Geotechnical Mechanics, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National
Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU), Dniepropetrovsk, Ukraine, igtmnanu@yandex.ru
Kirichko Sergey Nikolayevich, doctoral Student at the Institute of Geotechnical Mechanics, M.S.
Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM,
NASU), Dniepropetrovsk, Ukraine, igtmnanu@yandex.ru
–––––––––––––––––––––––––––––––
Анотація. Предмет досліджень - течія пастоподібної пульпи по схилу сховища відходів.
Мета роботи - визначити відстань, на яку відбувається переміщення фронту пульпи по схилу
сховища, і маси складованих відходів.
Розтікання пастоподібної пульпи по схилу сховища відходів моделювалося повзучим
плином середовища Бінгама-Шведова. Диференціальне рівняння, яке описує зміну висоти
шару, вирішувалося чисельним методом Рунге-Кутта-Фелберга 4-5 порядку. Вперше визна-
чено співвідношення між числом Бінгама і геометричним комплексом (враховує довжину,
кут нахилу схилу сховища і початкову висоту шару пульпи), при якому забезпечується пере-
міщення фронту пульпи на задану відстань.
Отримані результати планується використати при розробці перспективних технологій
транспортування і складування відходів збагачення у вигляді пасти.
Ключові слова: відходи, паста, розосереджена подача, течія, схил сховища, маса відходів
Abstract. The subject of research is flow of paste-like pulp along the slope of waste storage.
The purpose of research is determination of distance of shift of the pulp front along the slope of
waste storage and of storing cleaning rejects mass. Spreading of paste-like pulp along the slope of
waste storage was simulated by creeping flow of Bengham-Shvedov medium. Differential equation
describing bed height change was solved by Runge-Kutta-Felberg numerical method of 4-5th order.
The relation between Bengham number and geometric complex, which ensures pulp front shift to
given distance, first was obtained. The length and angle of inclination of the slope of waste storage
as well as initial pulp bed height were taken into account by geometric complex. Obtained results are
planned to use during elaboration of prospective technologies of transportation and stocking of
cleaning rejects in the form of paste.
Keywords: cleaning rejects, paste, distributed delivery, flow, slope of waste storage, cleaning re-
jects mass.
Статья поступила в редакцию 30.06.2014
Рекомендовано к печати д-ром техн. наук В. И. Дырдой
mailto:igtmnanu@yandex.ru�
mailto:igtmnanu@yandex.ru�
mailto:igtmnanu@yandex.ru�
|