Расчет параметров и режимов гидротранспортирования при разработке техногенных месторождений в хранилищах отходов обогащения

В статье рассмотрены технологии пульпоприготовления и приведены их характеристики и особенности. Исследованы технологические процессы пульпоприготовления, на основании которых выбран наиболее перспективный способ для применения на отечественных горно-обогатительных комбинатах. Обоснованы размеры узл...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2018
Автори:	Семененко, Е.В., Медведева, О.А., Киричко, С.Н., Никифорова, Н.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2018
Назва видання:	Геотехнічна механіка
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/158720
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Расчет параметров и режимов гидротранспортирования при разработке техногенных месторождений в хранилищах отходов обогащения / Е.В. Семененко, О.А. Медведева, С.Н. Киричко, Н.А. Никифорова // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2018. — Вип. 142. — С. 91-102. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-158720
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1587202025-02-09T17:35:35Z Расчет параметров и режимов гидротранспортирования при разработке техногенных месторождений в хранилищах отходов обогащения Розрахунок параметрів та режимів гідротранспортування при розробці техногенних родовищ в сховищах відходів збагачення The calculation of parameters and modes of hydrotransport in the development of man-made deposits in the storage of waste products Семененко, Е.В. Медведева, О.А. Киричко, С.Н. Никифорова, Н.А. В статье рассмотрены технологии пульпоприготовления и приведены их характеристики и особенности. Исследованы технологические процессы пульпоприготовления, на основании которых выбран наиболее перспективный способ для применения на отечественных горно-обогатительных комбинатах. Обоснованы размеры узла пульпоприготовления, которые ограничиваются величиной верхнего гребня дамбы, и определяются требуемой производительностью гидросмеси. У статті розглянуті технології пульпоприготування і наведено їх характеристики і особливості. Досліджено технологічні процеси пульпоприготування, на підставі яких обраний найбільш перспективний спосіб для застосування на вітчизняних гірничо-збагачувальних комбінатах. Обґрунтовано розміри вузла пульпоприготування, які обмежуються величиною верхнього гребеня дамби, і визначаються необхідною продуктивністю гідросуміші. In the article, technologies of pulp preparation and their characteristics and features are described. The technological processes of pulp preparation were studied, and on the basis of results the most promising method was selected for use in domestic mining and processing plants. Dimensions of the pulp preparation unit, which are limited by the upper ridge of the dam, and determined by the required capacity of the slurry, are substantiated. 2018 Article Расчет параметров и режимов гидротранспортирования при разработке техногенных месторождений в хранилищах отходов обогащения / Е.В. Семененко, О.А. Медведева, С.Н. Киричко, Н.А. Никифорова // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2018. — Вип. 142. — С. 91-102. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/158720 622.648.001.24:622.7.004.8 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	В статье рассмотрены технологии пульпоприготовления и приведены их характеристики и особенности. Исследованы технологические процессы пульпоприготовления, на основании которых выбран наиболее перспективный способ для применения на отечественных горно-обогатительных комбинатах. Обоснованы размеры узла пульпоприготовления, которые ограничиваются величиной верхнего гребня дамбы, и определяются требуемой производительностью гидросмеси.
format	Article
author	Семененко, Е.В. Медведева, О.А. Киричко, С.Н. Никифорова, Н.А.
spellingShingle	Семененко, Е.В. Медведева, О.А. Киричко, С.Н. Никифорова, Н.А. Расчет параметров и режимов гидротранспортирования при разработке техногенных месторождений в хранилищах отходов обогащения Геотехнічна механіка
author_facet	Семененко, Е.В. Медведева, О.А. Киричко, С.Н. Никифорова, Н.А.
author_sort	Семененко, Е.В.
title	Расчет параметров и режимов гидротранспортирования при разработке техногенных месторождений в хранилищах отходов обогащения
title_short	Расчет параметров и режимов гидротранспортирования при разработке техногенных месторождений в хранилищах отходов обогащения
title_full	Расчет параметров и режимов гидротранспортирования при разработке техногенных месторождений в хранилищах отходов обогащения
title_fullStr	Расчет параметров и режимов гидротранспортирования при разработке техногенных месторождений в хранилищах отходов обогащения
title_full_unstemmed	Расчет параметров и режимов гидротранспортирования при разработке техногенных месторождений в хранилищах отходов обогащения
title_sort	расчет параметров и режимов гидротранспортирования при разработке техногенных месторождений в хранилищах отходов обогащения
publisher	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate	2018
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/158720
citation_txt	Расчет параметров и режимов гидротранспортирования при разработке техногенных месторождений в хранилищах отходов обогащения / Е.В. Семененко, О.А. Медведева, С.Н. Киричко, Н.А. Никифорова // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2018. — Вип. 142. — С. 91-102. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
series	Геотехнічна механіка
work_keys_str_mv	AT semenenkoev rasčetparametrovirežimovgidrotransportirovaniâprirazrabotketehnogennyhmestoroždenijvhraniliŝahothodovobogaŝeniâ AT medvedevaoa rasčetparametrovirežimovgidrotransportirovaniâprirazrabotketehnogennyhmestoroždenijvhraniliŝahothodovobogaŝeniâ AT kiričkosn rasčetparametrovirežimovgidrotransportirovaniâprirazrabotketehnogennyhmestoroždenijvhraniliŝahothodovobogaŝeniâ AT nikiforovana rasčetparametrovirežimovgidrotransportirovaniâprirazrabotketehnogennyhmestoroždenijvhraniliŝahothodovobogaŝeniâ AT semenenkoev rozrahunokparametrívtarežimívgídrotransportuvannâprirozrobcítehnogennihrodoviŝvshoviŝahvídhodívzbagačennâ AT medvedevaoa rozrahunokparametrívtarežimívgídrotransportuvannâprirozrobcítehnogennihrodoviŝvshoviŝahvídhodívzbagačennâ AT kiričkosn rozrahunokparametrívtarežimívgídrotransportuvannâprirozrobcítehnogennihrodoviŝvshoviŝahvídhodívzbagačennâ AT nikiforovana rozrahunokparametrívtarežimívgídrotransportuvannâprirozrobcítehnogennihrodoviŝvshoviŝahvídhodívzbagačennâ AT semenenkoev thecalculationofparametersandmodesofhydrotransportinthedevelopmentofmanmadedepositsinthestorageofwasteproducts AT medvedevaoa thecalculationofparametersandmodesofhydrotransportinthedevelopmentofmanmadedepositsinthestorageofwasteproducts AT kiričkosn thecalculationofparametersandmodesofhydrotransportinthedevelopmentofmanmadedepositsinthestorageofwasteproducts AT nikiforovana thecalculationofparametersandmodesofhydrotransportinthedevelopmentofmanmadedepositsinthestorageofwasteproducts
first_indexed	2025-11-28T20:18:42Z
last_indexed	2025-11-28T20:18:42Z
_version_	1850066743061381120
fulltext	ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. №142 91 УДК 622.648.001.24:622.7.004.8 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ ГИДРОТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ТЕХНОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В ХРАНИЛИЩАХ ОТХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ 1Семененко Е.В., 1Медведева О.А., 1Киричко С.Н., 2Никифорова Н.А. 1 Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, 2 Национальная ме- таллургическая академия Украины МОН Украины РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ ТА РЕЖИМІВ ГІДРОТРАНСПОРТУВАННЯ ПРИ РОЗРОБЦІ ТЕХНОГЕННИХ РОДОВИЩ В СХОВИЩАХ ВІДХОДІВ ЗБАГАЧЕННЯ 1Семененко Є.В., 1Медведєва О.О., 1Киричко С.М., 2Нікіфорова Н.А. 1 Інститут геотехнічної механіки ім. М.С. Полякова НАН України, 2 Національна металур- гійна України академія МОН України THE CALCULATION OF PARAMETERS AND MODES OF HYDROTRANSPORT IN THE DEVELOPMENT OF MAN-MADE DEPOSITS IN THE STORAGE OF WASTE PRODUCTS 1Semenenko Ye.V., 1Medvedeva O.O., 1KyrychkoS.M., 2Nikiforova N.A. 1 Institute of Geotechnical Mechanics named by N. Poljakov NAS of Ukraine, 2 National Metallur- gical Academy of Ukraine MES of Ukraine Аннотация. В статье рассмотрены технологии пульпоприготовления и приведены их характеристики и осо- бенности. Исследованы технологические процессы пульпоприготовления, на основании которых выбран наибо- лее перспективный способ для применения на отечественных горно-обогатительных комбинатах. Обоснованы размеры узла пульпоприготовления, которые ограничиваются величиной верхнего гребня дамбы, и определяют- ся требуемой производительностью гидросмеси. Объем техногенной россыпи при расчетах в работе определя- ется, исходя их принятого добычного оборудования, и принимается постоянным, а объемный расход воды, по- даваемой из прудка, устанавливается с учетом расходно-напорных характеристик системы водоснабжения, ко- торый может регулироваться при переходе от карты к карте либо переходе на новый ярус хранилища. Кроме того, в работе оценены значения удельного расхода воды на пульпообразование, при которых изменяются тип гидросмеси и режим ее течения по магистрали. Получен критический диаметр трубопровода по заданным пара- метрам добычного комплекса и принятой системы пульпоприготовления. По результатам проведенных исследо- ваний обоснованы параметры технологий гидромеханизации для разработки техногенных месторождений, сформированных в хранилищах отходов обогащения. По результатам проведенных исследований и полученных зависимостей можно разработать рекомендации по обоснованию параметров процессов восстановления акку- мулирующей способности прудка с использованием средств гидромеханизации. Результаты, полученные при выполнении работы, предназначены для использования проектными организациями и горно-металлургическими предприятиями для обеспечения производственных мощностей и продления срока эксплуатации хранилищ от- ходов обогащения, путем восстановления их аккумулирующей способности. Ключевые слова: гидротранспорт, техногенные месторождения, гидросмесь, расходно-напорные характе- ристики, высокая концентрация. Введение. Технологии пульпоприготовления, которые получили распространение при гидромеханизации открытых горных работ, и применимы в условиях попутной добычи техногенных россыпей на искусственных хранилищах отходов (ХО), можно разделить на группы: струйные, бункерные, эжекторные. ________________________________________________________________________________ © Е.В. Семененко, О.А. Медведева, С.Н. Киричко, Н.А. Никифорова, 2018 ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. №142 92 Особенностью струйных технологий пульпоприготовления является исполь- зование свободных струй жидкости для смешивания твердой и жидкой фазы на открытом пространстве, откуда образованная пульпа поступает в зумпф, а да- лее после корректировки концентрации, попадает в трубопровод. К технологи- ям такого типа относят варшгрейдеры, гидромониторные площадки, смеси- тельные канавы. Однако, они требуют предварительного аккумулирования не- которого запаса твердого материала, который может потом пополняться во время работы. Для этих технологий свойственно применение гидромониторов для создания струй и подачи воды в зумпф для корректировки концентрации пульпы, а также бутар для смешивания фаз. Бункерные технологии пульпоприготовления характеризуются организаци- ей процесса смешивания жидкой и твердой фаз пульпы в некоторой емкости – бункере или зумпфе, из которой готовая пульпа поступает в трубопровод. В этом случае обе фазы обычно подаются одновременно или одна из них перио- дически, обычно это твердая фаза. К технологиям такого типа относят струй- ные зумпфы, обычные зумпфы, зумпфы-мешалки, смесительные воронки, во- ронки с тангенциальной подачей жидкости. Управление концентрацией готовой пульпы обеспечивается выбором объемных расходов фаз, а равномерность пе- ремешивания способами их подачи. Так известны несколько конструкций струйных зумпфов, которые обеспечивают стабильное значение концентрации пульпы. Эжекторные технологии пульпоприготовления основаны на смешивании потоков двух фаз в трубопроводе, при этом может использоваться как эффект эжектирования твердой фазы жидкой, так и попадание твердого материала в поток под действием силы тяжести. В некоторых случаях используются уста- новки оборудованные шнеками для подачи твердых частиц или для смешива- ния фаз с последующей подачей в трубопровод готовой гидросмеси. При выборе технологии и технических средств пульпоприготовления, по- зволяющих осуществлять пульпообразование в заданных объемах на текущей дамбе обвалования. Цель работы заключается в установлении и обосновании параметров и ре- жимов гидротранспортирования при разработке техногенных россыпей, кото- рые сформировались в процессе складирования отходов обогащения в храни- лищах. Прежде всего, необходимо учитывать ограничения габаритов узла пульпо- приготовления, которые сдерживаются размером верхнего гребня дамбы. В не- которых случаях эти ограничения можно расширить, использовав под узел пульпообразования придамбовый участок пляжа, на котором в результате этого не будет проводиться добыча техногенной россыпи. В значительной степени размеры узла пульпоприготовления, независимо от выбранной технологии, будут определяться требуемой производительностью по гидросмеси: wSS QvQQQ  , ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. №142 93 где Q – объемный расход готовой гидросмеси; SQ – объемный расход техно- генной россыпи; v – влажность техногенной россыпи; wQ – объемный расход воды подаваемой из пруда отстойника. В рассматриваемом случае, принимая предположения модели процесса пульпообразования, предложенные в [2 - 5], можно записать следующие фор- мулы для определения параметров готовой пульпы:  qvQQ S  1 ,          1 1 Ar qv QG SS , qv CV   1 1 , (1) 1 1 1     Ar qv C , qv Ar   1 1 , S w Q Q q  , W WSAr     , (2) где G – грузопоток; C  массовая концентрация пульпы; VC  объемная кон- центрация пульпы; Ar  параметр Архимеда транспортируемого материала; S  средневзвешенная плотность частиц транспортируемого материала; W  плотность воды; q – удельный расход воды на пульпообразование [2 - 7]. Если величина влажности добываемой техногенной россыпи пренебрежимо мала, по сравнению с удельным расходом воды на пульпообразование, то вме- сто вышеприведенных формул можно использовать следующие зависимости:  qQQ S  1 ,         1 1 Ar q QG SS , q CV   1 1 , 1 1 1    Ar q C , q Ar   1 1 . (3) Определяемый по формулам (1) и (3) расход пульпы является характеристи- кой узла пульпориготовления и не учитывает режим течения суспензии, кото- рый зависит от диаметра трубопровода (табл. 1), а также расходно-напорную характеристику магистрали, которая при полученных значениях концентрации может обеспечить некоторый расход, больший или меньший рассчитанного. Таблица 1  Классификация режимов течения пульп различной концентрации Классификация пульп по концентрации Классификация режимов течения пульп Гетерогенная жидкость Однородная жидкость Низкая концентрация kpV,V 251 kpV,V 251 Средняя концентрация Высокая концентрация Стержневой режим Турбулентный режим Примечание: В таблице использованы следующие обозначения: V  средняя расходная скорость течения пульпы; kpV  критическая скорость гидротранспортирования [1 – 6]. В формулах (1) – (3) величина SQ определяется выбранным добычным обо- рудованием и в рамках данной задачи является константой, а величина wQ оп- ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. №142 94 ределяется расходно-напорными характеристиками системы водоснабжения и может изменяться при переходе от карты к карте, а также при переходе на но- вый ярус намыва. Из формул (1) – (3) видно, что при изменениях величины wQ будут меняться не только расход пульпы, но и ее концентрация, в результате чего могут измениться режим работы и тип поставляемой на обогатительную фабрику суспензии. Таким образом, необходимо оценить значения удельного расхода воды на пульпообразование, при которых будут изменяться тип гидросмеси и режим ее течения по магистрали. Соответствующие ограничения удельного расхода воды на пульпообразова- ние, при которых будут изменяться тип гидросмеси (табл. 2). Рассматривая со- вместно формулу для C из (2) и зависимости получим: Ar Ar Cm 1 2,0   , 1 33,2 1 1    Ar СP , Ar P Ar CL     1.02 33,3 1 , где mC  граничное значение массовой концентрации для пульп низкой кон- центрации [1, 7 - 9]; PC  граничное значение массовой концентрации для пульп средней концентрации [9]; LC  предельно возможная массовая концен- трация гидросмеси, соответствующая плотной упаковке твердых частиц [5 – 10]; 10.P – доля в транспортируемом материале частиц диаметром менее 0,1 мм [11 – 14]. Таблица 2  Ограничения значений q для пульп разного типа Классификация пульп по концентрации Ограничения величины q Граничное значение параметра q Низкая концентрация qqm  vArqm  14 Средняя концентрация mP qqq  v,qP  1333 Высокая концентрация PL qqq     1 2 333 10. L P , q При этом для каждого типа гидросмеси будут использоваться отдельные за- висимости для расчета критической скорости гидротранспортирования и фор- мулы, которые предопределяют различные зависимости для выбора диаметра трубопровода [1]. Диаметр трубопровода, обеспечивающего подачу добытой техногенной россыпи на обогатительное производство, выбирается из условия, что при заданном расходе пульпы будет обеспечиваться сверхкритическая ско- рость течения ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. №142 95 4 2D KVQ kp   , (4) где D  диаметр трубопровода; K – параметр гидротранспортирования, 1K [2, 4]. Следует отметить, что для пульп низкой концентрации критическая ско- рость гидротранспортирования с учетом зависимости относительной плотности пульпы от показателей процесса пульпообразования (2), определяется по фор- муле         qv Ar wDVkp 1 6,015 43 , с учетом этого, а также зависимостей (1), величина критического диаметра тру- бопровода будет 7 3 27 3 4 124,4                  x x wK ArQ D S kp ,  qv Ar x  1 6,0 , (5) где kpD – критический диаметр трубопровода; x – величина, характеризующая зависимость критического диаметра от параметров процесса пульпообразова- ния. Величина критического диаметра ограничивается значениями диаметров трубопровода, из существующего сортамента, для которых режим течения гид- росмеси будет сверхкритическим. Из формулы (5) видно, что величина крити- ческого диаметра определяется произведением двух сомножителей – первый из них учитывает влияние производительности добычного комплекса, а второй – зависимость от параметров системы пульпоприготовления. Для исследования этой зависимости запишем формулу (5) в следующем виде: 7 3 2 1          x x  , D Dkp  , 7 3 4 24,4          wK ArQ D S , (6) где  – относительный критический диаметр; D – фиктивный технологиче- ский диаметр трубопровода [2, 15]. Исследование зависимости (6) методами вычислительной математики по- зволило предложить для рационального диапазона изменений параметра пуль- пообразования следующую аппроксимацию 62,0712,0 x . (7) ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. №142 96 При этом следует, что при значениях параметра пульпоприготовления больше пяти, то есть для пульп низкой концентрации (см. табл. 2), справедливы следующие приближенные формулы: Ar qx 6,0  , 62,0 64,0        Ar q  . По заданным параметрам добычного комплекса и системы пульпоприготовле- ния с использованием формул (6) и (7) определяют критический диаметр трубопро- вода, по которому из сортамента труб выбирают ближайший меньший диаметр. После этого рассчитывают плотность и концентрацию гидросмеси, критическую скорость гидротранспортирования, а затем, зафиксировав значения этих величин, определяют гидравлический уклон и возможную подачу пульпы. Полученное зна- чение подачи сравнивают со значением подачи пульпы, вычисленным по формуле (1). Если разница между полученными значениями удовлетворяет точность расче- тов, то вычисления заканчивают, если нет, то изменяют значение величины q и по- вторяют расчет заново. Такой алгоритм не удобен для практических расчетов в производственных условиях, поскольку предполагает итерационный процесс вычисления, и схо- димость вычислительного процесса зависит от наличия тех или иных труб в сортаменте. Упростить использование формул (6) и (7) можно в том случае, ко- гда расчетные значения критического диаметра оказались в диапазоне исполь- зуемых труб. Тогда можно получить зависимость величины q от относительно- го критического диаметра. Выражение (6) после замены переменной преобразу- ется к квадратному уравнению, решение которого имеет следующий вид    vBbDq kp  1113 7 , 3 7 4 943,0 kp S DwK ArQ B  , SQ wK b 823,0 4  , (8) а выражение (7) преобразуется в формулу:  vDbArq kp  1829,6 613,1691,0922,0 Подставив зависимость (8) в формулы (1) – (3) получим выражения для оп- ределения параметров пульпы подаваемой из проектируемого узла пульпориго- товления 3 7 kpabDQ  ,   Skpw QvabDQ  13 7 , a B 1 , 3 7 1 kpabDAr Ar C    , 11  Ba . (9) ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. №142 97 В полученных формулах в качестве критического диаметра используется диаметр трубы существующей в сортаменте округленный к ближайшему цело- му числу. Для пульп средней концентрации величина критической скорости несколько снижается по сравнению со значением, которое оно достигает при концентра- ции mC , и для расчетов, с учетом зависимости относительной плотности пульпы от показателей процесса пульпообразования (3), рекомендовано использовать следующую формулу [15 – 20]: 343 1 18,12 Ar qv wDVkp   с учетом этого, а также зависимости (1), вместо вышеприведенных формул для расчета критического диаметра трубопровода рекомендуется использовать: 7 1 3 1          x x  , Ar qv x   1 , 7 3 4 0995,0          wK ArQ D S . (11) Вид функции аппроксимации и упрощенных формул сохранится, изменятся только входящие в них коэффициенты: 33,0901,0 x , Ar q x  , 33,0 901,0        Ar q  . Для случая пульп средней концентрации формул вида (9) и (10) не получа- ется, так как в отличие от формулы (6) при разрешении зависимости (11) отно- сительно x от  получается кубическое уравнение, вид решения которого оп- ределяется знаком дискриминанта: а выражение для удельного расхода воды на пульпообразование преобразуется в формулу 03,3372,1 Arq  . Диаметр трубопровода рассматриваемых гидротранспортных установок вы-                                      , 4 27 , 4 27 arccos 3 1 cos 3 4 ; 4 27 , 27 4 11 27 4 11 2 7 7 7 73 7 3 7 3 7      x ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. №142 98 бирают из сортамента имеющихся в наличии труб по величине критического диаметра трубопровода, а также, исходя из способности магистрали, с таким диаметром обеспечить заданный расход с текущего яруса намыва, то есть фак- тически при заданной длине и перепаде геодезических высот магистрали. Для этого необходимо построить РНХ магистрали рассматриваемой гидротранс- портной установки, вычислить ее параметры для выбранного диаметра, найти подачу пульпы, при которой потери напора будут равны перепаду геодезиче- ских высот, с учетом относительной плотности пульпы, и сравнить это значе- ние с требуемым расходом пульпы. Используя для определения параметра режима гидротранспортирования фор- мулу 3 2cos 1 2,1     K , наперед задаемся сверхкритическим режимом гидротранспортирования 21  K , что позволяет свободно выбрать из сортамента диаметр трубы, так как запас по скорости, обусловленный режимом однородной жидкости во много превышает запас по критической скорости, обусловленный несовпадением стандартных диа- метров труб и их критических значений. Таким образом, подставив выражения для критической скорости гидро- транспортирования и K в (4), проведя соответствующие преобразования, не- трудно получить формулу для определения диаметра трубопровода, обеспечи- вающего течение гидросмеси в режиме однородной жидкости: 7 2 7 3 4 cos 34,0  U w Q D        ,    7 3 7 5,1 4,0 1 11501 1        d U , D d d cp  , (17) где d – относительная крупность транспортируемых частиц; U – величина, учиты- вающая зависимость диаметра трубопровода от относительной плотности гидро- смеси, а также от относительной крупности транспортируемых частиц (рис. 1). Из рис. 1 видно, что величина U слабо изменяется в рассматриваемом диапазо- не относительной плотности пульпы, и ее значение в основном определяется вели- чиной относительной крупности транспортируемого материала. Численный анализ показывает, что данную зависимость с инженерной точностью можно аппроксими- ровать следующей функцией: 046.0 654.0          cpd D U , ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. №142 99 с учетом чего выражение для расчета диаметра трубопровода будет 45,0 43,0048,0 cos 207,0        w Q d D cp  . (18) Рисунок 1 – Зависимость величины U от относительной плотности гидросмеси при различ- ных значениях относительной крупности транспортируемых частиц Подставив выражение (7) в формулу (18) и после преобразований, получим уравнение для определения величины q при течении пульпы в режиме одно- родной жидкости  v Q wdD q S cp  1cos 03,0 67,0 4107,02,2  . Подставив зависимость (18) в формулы (1) и (2) получим выражения для оп- ределения параметров пульпы подаваемой из проектируемого узла пульпориго- товления в режиме однородной жидкости. Подставляя в уравнение для расчета РНХ магистрали формулу (18) и при- равнивая его к нулю, после несложных преобразований получим выражение для определения возможного расхода пульпы через магистраль в режиме одно- родной жидкости: 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 U  d=0,00005 d=0,00025 d=0,0005 d=0,0025 d=0,005 ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. №142 100   4 3 2 1 0 0 3,0 048,0113,0 2 207,0 cos m p wz m m m cp nhZ hmnL g Nk dwQ                       , (19) 4 1 5 m p m   , 4 2 5,1 2 m p m   , 4 3 2 m p m   , 82,1 455,0 4   p m . Подставив выражения (1) в формулу (19) и проведя преобразования, полу- чим уравнение для определения величины q при течении пульпы в режиме од- нородной жидкости с учетом РНХ магистрали. Выводы. По заданным параметрам добычного комплекса и системы пульпоприготов- ления определяют критический диаметр трубопровода, по которому из сорта- мента труб выбирают ближайший меньший диаметр. После этого рассчитыва- ют плотность и концентрацию гидросмеси, начальное касательное напряжение и структурную вязкость суспензии, а затем, зафиксировав значения этих вели- чин, определяют возможную подачу пульпы. Полученное значение подачи сравнивают с регламентированным значением подачи пульпы. Если разница между полученными значениями удовлетворяет точность расчетов, то вычис- ления заканчивают, если нет, то изменяют значение величины q и повторяют расчет заново. С использованием полученных зависимостей могут быть разра- ботаны рекомендации по обоснованию параметров процессов восстановления аккумулирующей способности прудка с использованием средств гидромехани- зации. ––––––––––––––––––––––––––––––– СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Семененко Е.В. Научные основы технологий гидромеханизации открытой разработки титан-цирконовых россыпей. - Киев: Наукова думка, 2011. 232 с. 2. Трубопроводный гидротранспорт твердых сыпучих материалов / Махарадзе Л.И., Гочиташвили Т.Ш., Криль С.И. и др. - Тбилиси: Мецниереба, 2006. 350 с. 3. Обоснование параметров и режимов работы систем гидротранспорта горных предприятий / Баранов Ю.Д., Блюсс Б.А., Семененко Е.В. и др. - Днепропетровск: «Новая идеология», 2006. 416 с. 4. Гуменик И.Л., Сокил А.М., Семененко Е.В., Шурыгин В.Д. Проблемы разработки россыпных месторождений. - Днеп- ропетровск: Січ, 2001. 224 с. 5. Круть О.А. Водовугільне паливо. - К.: Наукова думка, 2002. 172 с. 6. Киричко С.Н., Семененко Е.В. Обоснование методики расчета гидравлического уклона при течении пульпы с концен- трацией пасты / Геотехническая механика. Днепропетровск: ИГТМ НАН Украины, 2013. Вып. 110. С.121-134. 7. Баранов Ю.Д., Шурыгин В.Д., Блюсс Б.А., Семененко Е.В. Выбор и обоснование параметров системы оборотного во- доснабжения Вольногорского ГМК / Металлургическая и горнорудная промышленность: Научн.-техн. и произв. журнал. 2006. №4. С. 100 – 103. 8. Семененко Е.В., Саенко В.В. Выбор диаметра трубопровода гидротранспортного комплекса с учетом параметров транспортируемого материала. // Геотехническая механика. Днепропетровск: ИГТМ НАН Украины, 1999. Вып. 12. С. 17-21. 9. Александров В.И. Методы снижения энергозатрат при гидравлическом транспортировании смесей высокой концен- трации. - Санкт-Петербург: СПГГИ (ТУ), 2000. 117 с. 10. Киричко С.Н., Ртищев А.Б., Семененко Е.В. Реологические параметры высококонцентрированных отходов обога- щения ЦГОКа / Форум гірників – 2014: Мат. міжн. конф., жовтень 2014 р. Дніпропетровськ, 2014. С. 177 – 183. 11. Блюсс Б.А., Головач Н.А. Совершенствование технологий предобогащения ильменитовых руд. - Днепропетровск: Полиграфист, 1999. 126 с. 12. Блюсс Б.А., Сокил А.М., Гоман О.Г. Проблемы гравитационного обогащения титан-цирконовых песков.- Днепропет- ровск: Полиграфист, 1999. 190 с. 13. Брагін Б.Ф., Маркунтович Ф.Д., Чернецька Н.Б. Проектування споруджень і систем трубопровідного й інших видів ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. №142 101 транспорту. - Луганськ: Вид-во СНУ ім. В. Даля, 2004. 208 с. 14. Медведева О.А. Технологические решения по разработке техногенных месторождений ГОКов Кривбасса // Форум гірників – 2014: Мат. міжн. конф., жовтень 2014р. - Дніпропетровськ, 2014. С. 154 – 161. 15. Медведева О.А. Анализ и современное состояние хранилищ продуктов переработки минерального сырья / Збага- чення корисних копалин, 2012. №51(92). С. 22  29. REFERENCES 1. Semenenko, E.V. (2011), Nauchnye osnovy tekhnologiy gidromekhanizatsii otkrytoy razrabotki titan-tsirkonovykh rossypey [Scientific basis for the technology of hydromechanization of open development of titanium-zircon alluvial deposits], Naukova Dum- ka, Kyiv, Ukraine. 2. Makharadze, L.I., Gochitashvili, T.Sh., Krill, S.I. et.al (2006), Truboprovodnyy gidrotransport tverdykh sypuchikh materialov [Pipeline hydrotransport of solid bulk materials], Metsniereba, Tbilisi, Georgia. 3. Baranov, Yu.D., Blyuss, B.A., Semenenko, E.V. and Shurygin, V.D. (2006), Obosnovanie parametrov i rezhimov raboty sis- tem gidrotransporta gornykh predpriyatiy [Justification of the parameters and modes of operation of the systems of hydrotransport mining], Novaya Ideologiya, Dnipropetrovsk, Ukraine. 4. Gumenik, I.L., Sokil, A.M., Semenenko, E.V. and Shurygin, V.D. (2001), Problemy razrabotki rossypnykh mestorozhdeniy [Problems of development of placer deposits], Sich, Dnipropetrovsk, Ukraine. 5. Krut, O.A. (2002), Vodovygilne palyvo [Carbon fuel], Naukova Dumka, Kyiv, Ukraine. 6. Kyrychko, S.N., Semenenko, E.V. (2013), “Justification of the method of calculating the hydraulic slope during the flow of the pulp with the concentration of paste”, Geo-Technical Mechanics, no. 110, pp. 121-134. 7. Baranov, Yu.D., E.V., Shurygin, V.D., Blyuss, B.A. et.al (2006), “Selection and justification of the parameters of the circulat- ing water supply system of Volnogorsky MMC”, Metallurgical and Mining Industry, no. 4, pp. 100-103. 8. Semenenko, E.V. and Saenko, V.V. (1999), “Selection of the diameter of the pipeline of the hydrotransport complex taking into account the parameters of the transported material”, Geo-Technical Mechanics, no. 12, pp. 17-21. 9. Aleksanrov, V.I. (2000), Metody snizheniya energozatrat pri gidravlicheskom transportirovanii smesey vysokoy kontsentratsii [Methods to reduce energy consumption in the hydraulic transportation of mixtures of high concentration], SPGGI (TU), St. Peters- burg, Russia. 10. Kyrychko, S.N., Rtischev, A.B. and Semenenko, E.V. (2014), “Rheological parameters of highly concentrated waste treat- ment plant TsGOK”, Forum Girnykiv – 2014 [Miners Forum-2014], Dnipropetrovsk, Ukraine, October 2014, pp. 177 – 183. 11. Blyuss, B.A. and Golovach, N.A. (1999), Sovershenstvovanie tekhnologiy predobogashcheniya ilmenitovykh rud [Improving the pre-enrichment technology of ilmenite ores], Polygraphist, Dnipro, Ukraine. 12. Blyuss, B.A., Sokil, A.M. and Goman, O.G. (1999), Problemy gravitatsionnogo obogascheniya titan-tsirkonovykh peskov [The problems of gravitational enrichment of titanium-zircon sands], Polygraphist, Dnipro, Ukraine. 13. Bragin, B.F., Markundovich, F.D. and Chernetska, N.B. (2004), Proektuvannya sporudzhen i sistem truboprovIdnogo i in- shykh vydiv transportu [Design of constructions and systems of pipeline and other types of transport], View of the SNU by V. Dal, Lugansk, Ukraine. 14. Medvedeva, O.A. (2014), “Technological solutions for the development of technogenic deposits of the Krivbass mining and processing complex”, Forum Girnykiv – 2014 [Miners Forum-2014], Dnipropetrovsk, Ukraine, October 2014, pp.154 – 161. 15. Medvedeva, O.A. (2012), “Analysis and state-of-the-art storage of mineral processing products”, Zbagachennya korysnykh kopalyn, no. 51 (92), pp. 22-29. ––––––––––––––––––––––––––––––– Об авторах Семененко Евгений Владимирович, доктор технических наук, старший научный сотрудник, заведующий отделом Проблем шахтных энергетических комплексов Института геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной акаде- мии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепр, Украина, EVSemenenko@nas.gov.ua. Медведева Ольга Алексеевна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, старший научный сотрудник отдела Геодинамических систем и вибрационных технологий Института геотехнической механики им. Н.С. Полякова Нацио- нальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепр, Украина, medvedevaolga1702@gmail.com. Киричко Сергей Николаевич, кандидат технических наук, научный сотрудник отдела Геодинамических систем и виб- рационных технологий Института геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепр, Украина, skyrychko@gmail.com. Никифорова Нина Анатольевна, кандидат технических наук, доцент Национальной металлургической академии Ук- раины Министерства образования и науки Украины (НМетАУ), Днепр, Украина, dmeti@dmeti.dp.ua About the authors Semenenko Eugeniy Vladimirovich, Doctor of Technical Sciences (D.Sc), Senior Researcher, Head of Department of Mine Energy Complexes, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics of the National Academy of Science of Ukraine (IGTM, NASU), Dnepr, Ukraine, EVSemenenko@nas.gov.ua. Medvedeve Olga Alekseevna, Candidate of Technical Sciences (Ph.D.), Senior Researcher, Senior Researcher in Depart- ment of Geodynamic Systems and Vibration Technologies, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics NAS of Ukraine (IGTM, NAS of Ukraine), Dnepr, Ukraine, medvedevaolga1702@gmail.com. mailto:EVSemenenko@nas.gov.ua mailto:medvedevaolga1702@gmail.com/ mailto:skyrychko@gmail.com mailto:dmeti@dmeti.dp.ua mailto:EVSemenenko@nas.gov.ua mailto:medvedevaolga1702@gmail.com/ ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2018. №142 102 Kyrychko Serhii Mykolaivich, Candidate of Technical Sciences (Ph.D.), Researcher in Department of Geodynamic Systems and Vibration Technologies, M.S. Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics of the National Academy of Science of Ukraine (IGTM, NAS of Ukraine), Dnepr, Ukraine, skyrychko@gmail.com. Nykyforova Nina Anatoliyevna, Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor at the National Metallurgical Academy of Ukraine under the Ministry of Education and Science of Ukraine (NMetAU), Dnepr, Ukraine, dmeti@dmeti.dp.ua. ––––––––––––––––––––––––––––––– Анотація. У статті розглянуті технології пульпоприготування і наведено їх характеристики і особливості. До- сліджено технологічні процеси пульпоприготування, на підставі яких обраний найбільш перспективний спосіб для застосування на вітчизняних гірничо-збагачувальних комбінатах. Обґрунтовано розміри вузла пульпоприготуван- ня, які обмежуються величиною верхнього гребеня дамби, і визначаються необхідною продуктивністю гідросумі- ші. Обсяг техногенного розсипу при розрахунках в роботі визначається, виходячи із прийнятого видобувного об- ладнання, і приймається постійним, а об'ємна витрата води, яка подається з прудка, встановлюється з урахуван- ням витратно-напірних характеристик системи водопостачання. При цьому вона може регулюватися при переході від карти до карти або переході на новий ярус сховища. Крім того, в роботі оцінені значення питомої витрати води на пульпоприготування, при яких змінюються тип гідросуміші і режим її течії по магістралі. Отримано критичний діаметр трубопроводу по заданих параметрах видобувного комплексу і прийнятої системи пульпоприготування. За результатами проведених досліджень обґрунтовано параметри технологій гідромеханізації для розробки тех- ногенних родовищ, сформованих в сховищах відходів збагачення. За результатами проведених досліджень і отриманих залежностей можуть бути розроблені рекомендації по обґрунтуванню параметрів процесів відновлен- ня акумулюючої здатності прудка з використанням засобів гідромеханізації. Результати, які отримані під час ви- конання роботи, призначені для використання проектними організаціями і гірничо-металургійними підприємства- ми для забезпечення виробничих потужностей і продовження терміну експлуатації сховищ відходів збагачення, шляхом відновлення їх акумулюючої здатності. Ключові слова: гідротранспорт, техногенні родовища, гідросуміш, витратно-напірні характеристики, висока концентрація. Annotation. In the article, technologies of pulp preparation and their characteristics and features are described. The technological processes of pulp preparation were studied, and on the basis of results the most promising method was selected for use in domestic mining and processing plants. Dimensions of the pulp preparation unit, which are li- mited by the upper ridge of the dam, and determined by the required capacity of the slurry, are substantiated. In the cal- culations in this research work, volume of technogeneous placer is determined according to the adopted specification of mining equipment and is assumed constant, while volume of water flow supplied from the pond is determined with taking into account the flow-pressure characteristics of the water supply system, which can be adjusted during the transition from card to card or transition to new store tier. In addition, rates of specific water consumption for pulp formation were estimated, at which type of slurry and mode of its flow along the highway are changed. A critical diameter of the pipeline was specified for the given parameters of the mining complex and the adopted pulp preparation system. According to the results of the research, parameters of hydromechanization technologies for the development of technogeneous deposits formed in the enrichment waste storage facilities are substantiated. According to the results of the researches and the obtained dependences, it is possible to develop recommendations for substantiating parameters of the processes of restoring the accumulation ability of the spit by using hydromechanization facilities. The results obtained during the work are intended for use by design organizations and mining and metallurgical enterprises to provide sufficient production facilities and to extend life of waste storage facilities by restoring their accumulation capacity. Keywords: hydrotransport, man-made deposits, hydrosmixture, consumption-pressure characteristics, high con- centration Стаття надійшла до редакції 26.11.2018 Рекомендовано до друку д-ром техн. наук, проф. Блюссом Б.О. mailto:skyrychko@gmail.com mailto:dmeti@dmeti.dp.ua

Расчет параметров и режимов гидротранспортирования при разработке техногенных месторождений в хранилищах отходов обогащения

Репозитарії

Схожі ресурси