Зависимость разубоживания полезного ископаемого от параметров экскавационных машин

Зависимость разубоживания полезного ископаемого от параметров экскавационных машин

Розглянуто геологічні особливості родовищ Кривого Рогу на наявність контактних зон. Наведена класифікація контактних зон «руда – вміщуючи породи». Виявлена залежність коефіцієнта засмічення руди від місткості ковшів екскаваторів. Викладені способи покращення якості руди....

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2011
Автор: Бабий, Е.В.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2011
Назва видання:Геотехническая механика
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33580
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:Зависимость разубоживания полезного ископаемого от параметров экскавационных машин / Е.В. Бабий // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2011. — Вип. 94. — Бібліогр.: 2 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-33580
record_format dspace
spelling nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-335802025-02-09T17:04:58Z Зависимость разубоживания полезного ископаемого от параметров экскавационных машин Dependence dilution minerals from parameters of exavation trucks Бабий, Е.В. Розглянуто геологічні особливості родовищ Кривого Рогу на наявність контактних зон. Наведена класифікація контактних зон «руда – вміщуючи породи». Виявлена залежність коефіцієнта засмічення руди від місткості ковшів екскаваторів. Викладені способи покращення якості руди. The geological features of deposits of Krivoy Rog on presence of contact zones are considered. The classification of contact zones "ore – surrounding rocks" is given. The dependence of factor of ore clogging on dipper capacity is determined. The ways of ore grade improvement are stated. 2011 Article Зависимость разубоживания полезного ископаемого от параметров экскавационных машин / Е.В. Бабий // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2011. — Вип. 94. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33580 622.013.364.3:622.271.324 ru Геотехническая механика 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 Розглянуто геологічні особливості родовищ Кривого Рогу на наявність контактних зон. Наведена класифікація контактних зон «руда – вміщуючи породи». Виявлена залежність коефіцієнта засмічення руди від місткості ковшів екскаваторів. Викладені способи покращення якості руди.
format Article
author Бабий, Е.В.
spellingShingle Бабий, Е.В.
Зависимость разубоживания полезного ископаемого от параметров экскавационных машин
Геотехническая механика
author_facet Бабий, Е.В.
author_sort Бабий, Е.В.
title Зависимость разубоживания полезного ископаемого от параметров экскавационных машин
title_short Зависимость разубоживания полезного ископаемого от параметров экскавационных машин
title_full Зависимость разубоживания полезного ископаемого от параметров экскавационных машин
title_fullStr Зависимость разубоживания полезного ископаемого от параметров экскавационных машин
title_full_unstemmed Зависимость разубоживания полезного ископаемого от параметров экскавационных машин
title_sort зависимость разубоживания полезного ископаемого от параметров экскавационных машин
publisher Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate 2011
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/33580
citation_txt Зависимость разубоживания полезного ископаемого от параметров экскавационных машин / Е.В. Бабий // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2011. — Вип. 94. — Бібліогр.: 2 назв. — рос.
series Геотехническая механика
work_keys_str_mv AT babijev zavisimostʹrazuboživaniâpoleznogoiskopaemogootparametrovékskavacionnyhmašin
AT babijev dependencedilutionmineralsfromparametersofexavationtrucks
first_indexed 2025-11-28T10:12:41Z
last_indexed 2025-11-28T10:12:41Z
_version_ 1850028611368648704
fulltext УДК 622.013.364.3:622.271.324 Е.В. Бабий, к.т.н., с.н.с. (ИГТМ ) ЗАВИСИМОСТЬ РАЗУБОЖИВАНИЯ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО ОТ ПАРАМЕТРОВ ЭКСКАВАЦИОННЫХ МАШИН Розглянуто геологічні особливості родовищ Кривого Рогу на наявність контактних зон. Наведена класифікація контактних зон «руда – вміщуючи породи». Виявлена залежність коефіцієнта засмічення руди від місткості ковшів екскаваторів. Викладені способи покра- щення якості руди. DEPENDENCE DILUTION MINERALS FROM PARAMETERS OF EXAVATION TRUCKS The geological features of deposits of Krivoy Rog on presence of contact zones are consi- dered. The classification of contact zones "ore – surrounding rocks" is given. The dependence of factor of ore clogging on dipper capacity is determined. The ways of ore grade improvement are stated. При добыче полиметаллических руд, жильного золота и других полезных ископаемых, отличающихся большим разнообразием сортов, применяют раз- личные приѐмы экскавации, называемые по П.Э. Зуркову, экскаваторной сор- тировкой. При этом было доказано, что с увеличением вместимости ковшей – повышается разубоживание горной массы. В то же время взаимосвязи между разубоживанием (засорением) рудного потока и параметрами ковшей экска- ваторов отсутствуют. Это затрудняет оценку различных технологий и техно- логических схем горных работ по рациональному ведению выемочных работ и качеству добываемой рудной массы. Поэтому установление зависимостей объема разубоживающих пород в добытом полезном ископаемом при различ- ной структуре и составе контактных зон «руда – вмещаемые породы» от вме- стимости ковша экскаватора является актуальным. В течение 1990 – 2011 годов проявляется тенденция применения экскава- торов с существенным повышением вместимости ковшей. Если в 1980-е годы применялись экскаваторы с вместимостью ковшей 3 – 5 м 3 и в отдельных случаях 8 м 3 (при грузоподъѐмности автосамосвалов 45 – 75 т), то в 2000-е годы в забоях используют экскаваторы (в соответствии с увеличением грузо- подъѐмности автосамосвалов до 110 – 120 т) с вместимостью ковшей 8 – 12 м 3 . И такое направление может сохраниться, так как идут проработки и кон- структорские решения по производству экскаватора ЭКГ-20. Перед железорудными предприятиями постоянно стоит вопрос о повыше- нии процентного содержания железа в готовой продукции, так как на миро- вом рынке повышаются требования к качеству концентратов. При производ- стве концентратов одним из основных показателей, определяющих себестои- мость конечной продукции, является качество исходного минерального сы- рья. А так как рудная залежь состоит из большого количества сортов руд, что требует их раздельной выемки, то влияние потерь и разубоживания при отра- ботке контактных зон существенное. Кроме того, разубоживание рудного по- тока увеличивается из-за перемежаемости рудных и породных прослоев, по- скольку согласно нормативам, если половина уступа сложена рудой, а другая половина породой, то он считается рудным. Теоретически снижение потерь и разубоживания может достигаться при снижении высоты уступа (рис. 1), но уменьшение высоты уступа приводит к увеличению транспортных расходов и повышению себестоимости концентра- та. Технологически уменьшение высоты уступа приводит к большому их ко- личеству, увеличению протяженности транспортных путей и рабочих площа- док. Поэтому в практике чаще проявляется обратная тенденция, приводящая к увеличению высоты уступов до 20 и более метров (сдваивание и даже страи- вание уступов), что позволяет уменьшить объѐм выемки вскрыши и сократить количество транспортных горизонтов. Эти технологические решения приво- дят к усложнению селективной выемки руды из контактных зон «руда – вме- щающие породы». Рис. 1 – Выделение объемов чистой руды при уменьшении высоты уступа в два раза Анализируя горно-геологические параметры залежей железистых кварци- тов Кривого Рога, разрабатываемых открытым способом, можно выделить две основные группы железорудных месторождений. Первая группа месторождений железистых кварцитов представлена в гра- ницах карьеров сильно сжатыми синклинальными складками, причѐм замко- вая часть синклинали также входит в контуры карьерного поля при глубине залегания еѐ не больше 300 м. По горизонтальной мощности рудного тела ме- сторождения этой группы относятся к сверхмощным. Горизонтальная мощ- ность залежи практически соответствует параметрам карьерного поля в пла- не. Представителями этой группы месторождений являются карьеры ИнГО- Ка, ЮГОКа и Первомайский карьер СевГОКа. Вскрышные породы представлены в основном наносами мощностью до 15 – 25 м и окисленными роговиками верхней зоны пластов, которые складиру- ются во временные отвалы. Разработка таких месторождений характеризуется сравнительно небольшими объѐмами горно-капитальных работ (10 – 15 млн. м³) и небольшим коэффициентом вскрыши (0,15 – 0,30 м³/т). Вторая группа месторождений железистых кварцитов представлена мощ- ными пластообразными залежами наклонного и крутого падения значитель- ной протяжѐнности. Представителями этой группы месторождений являются карьеры ЦГОКа и Анновский карьер СевГОКа. Разработка этих месторожде- ний связана со значительными объѐмами горно-капитальных работ (до 20 – 30 млн. м³); средний коэффициент вскрыши достигает 0,5 – 0,7 м³/т, а гори- зонтальная мощность рудной залежи составляет 250 – 300 м и более. Мощ- ность покрывающих пород достигает 50 м, зоны окисления – 40 и более мет- ров. Эта группа месторождений отличается значительными объѐмами скаль- ных вскрышных пород при увеличении глубины разработки. Анализ этих групп месторождений по протяженности контактных зон «руда – вмещающие породы» свидетельствует о следующем: 1) карьеры, разрабатывающие первую группу месторождений, имеют бо- лее сложную геологическую структуру (продуктивного рудного тела). Так, например, на Ингулецком месторождении промышленное значение имеют 7 сортов железистых кварцитов не считая сланцев. В связи с большой переме- жаемостью рудных и безрудных слоев контактные зоны находятся не только по периметру с вскрышными породами, но и с многочисленными сланцами; 2) карьеры, разрабатывающие крутонаклонные залежи, как правило, име- ют более выдержанные границы с вмещающими породами и представлены единым рудным телом. Контактные зоны находятся по периметру со вскрышными породами и немногочисленными безрудными прослойками. Анализ контактных зон «руда – вмещающие породы» по железорудным месторождениям Кривого Рога позволил составить классификацию их прояв- ления (рис. 2). Приведенная классификация охватывает особенности геологи- ческого строения контактной зоны (форма, перемежаемость, сложность, маг- нитная восприимчивость, визуальные отличия между различными контакти- рующими слоями), качественные характеристики вмещающих пород (типы пород, содержание полезного компонента), по отношению к горно- технологическим параметрам ведения горных работ (согласное или несоглас- ное падение контактной зоны, линии откоса уступа и фронта работ, угол па- дения контакта). Рис. 2 – Классификация контактных зон «руда – вмещающие породы» П р и к о н та к тн ы е зо н ы По отношению к гру- ди добычного забоя По типам руд примы- кающим к рудному телу в приконтактной зоне По содержанию по- лезного компонента в примыкающем слое В зависимости от формы геологической за- лежи Перпендикуляр- но подвиганию забоя Вдоль подвига- ния забоя Согласное и несогласное направление падения при- контактной зоны и линии откоса уступа Окисленные кварциты Некондиционные руды Безрудные породы Высокое содержание железа (окисленные рудыFeобщ до 36%) Вскрышные породы, со- держащие магнетит Среднее содержание железа (содержание Feобщ меньше 14%) Низкое содержание железа (рудные прослои в безрудных породах) Плоская ровная приконтактная зона Синклинальная или антиклинальная складки (выклинивание полезного иско- паемого) Круглая или вкрапленная прикон- тактная зона По сложности геоло- гической структуры руд- ного тела в забое Один контакт между рудным телом и вмещающими породами Сложноструктурная залежь (перемежаемость рудных и без- рудных пород в забое) По углу падения кон- такта Горизонтальные, наклонные, крутонаклонные, вертикальные По отношению к визу- альному обследованию приконтактной зоны Контакты с вмещающими порода- ми, видимые невооруженным глазом Контакты, определяемые только с помощью специальных геологических магнитных приборов Причиной больших потерь и разубоживания руд в добычном забое являет- ся применение экскаваторов с большой вместимостью ковша. Определим ве- личину разубоживания руды в зависимости от вместимости ковша экскавато- ра в следующих идеализированных условиях. Допустим, что - объем ковша экскаватора с максимальной вместимостью, например от экскаватора ЭКГ-12,5, равен объѐму куба Vmax со стороной а (на рис. 3 пред- ставлен площадью квадрата со стороной a ); - объем ковша экскаватора с малой вместимостью, например от экскавато- ра ЭКГ-4У, равен объему куба Vmin со стороной k (на рис. 3 представлен пло- щадью квадрата со стороной k). Рис. 3 – Объем горной массы зачерпываемый ковшами экскаваторов большой и малой вместимости Согласно Отраслевой инструкции [1] коэффициент засорения полезного ископаемого некондиционными его сортами или пустой породой (в долях единицы) определяется по формуле DBKЗ / , (1) где B - объѐм разубоживающей породы (или некондиционных сортов) в до- бытом полезном ископаемом, т (м³); D - объѐм добытого полезного ископае- мого, т (м³). Тогда при выемке полезного ископаемого из контактной зоны «руда – вмещающие породы» экскаватором большой вместимости коэффициент засо- рения можно представить как отношение объѐма (площади на рис. 3) пустой породы ко всему вынимаемому объему (площади) 2 15,0 2 2 3  a a К . Если этот же объѐм вынимать экскаватором с меньшей вместимостью ковша со стороной k , тогда разубоживание будет происходить только по диа- гонали квадрата, как показано на рисунке (см. рис. 3). В этом случае часть породы не будет взята в руду. Объем горной массы из контактной зоны, вы- нимаемый экскаватором с меньшей вместимостью ковша cos kа V 2 ПР  , (2) где β – угол падения плоскости контактной зоны по отношению к добычному уступу, град. Если в каждом ковше половина пустой породы, то объем пустых пород взятый из контактной зоны в рудную массу составит  cos2 kа K cos kа V 2 3 2 пор ПР  , (3) Количество черпаний п по контактной зоне экскаватором с меньшей вме- стимостью ковша составит cosk a VVп 2 2 minПР  . (4) Общий объѐм 0V руды и разубоживающей ее породы, которые будут вы- нуты экскаватором с малой вместимостью ковша в рудную массу, составит        cos k a 2 a VVV 2 пор ПРP0 . (5) Тогда коэффициент засорения К3 полезного ископаемого некондиционны- ми его сортами или пустой породой при выемке из контактной зоны экскава- тором с меньшей вместимостью ковша по формуле (1) составит k cosa k V V К о пор ПР 3     . (6) Если принять, что 3 minVk  , 3 maxVа  , где Vmin и Vmax – объем ковша экска- ватора с минимальной и максимальной вместимостью, то на основании пара- метров экскаваторов используемых в производстве (табл. 1), можно найти эмпирическую зависимость коэффициента засорения руды от вместимости ковша экскаватора. Таблица 1 – Параметры ковшей экскаваторов Экскаватор Параметры Длина Ширина Высота ЭКГ 4У 2400 2270 2600 ЭКГ 6,3УС 3000 2750 3220 ЭКГ 8И 3150 2950 3350 ЭКГ 12,5 3830 3260 3900 Рассмотрим пример определения зависимости разубоживания руды при сравнении вместимости ковша ЭКГ-20 с ранее действующими: 7,2203 а ; k=1,44; 1,59; 1,85; 2,0; 2,32 соответственно при вместимости ковша 3,0; 4,0; 6,3; 8,0 и 12,5 м 3 . y = 0,2837x0,1897 R2 = 0,9986 0,3 0,32 0,34 0,36 0,38 0,4 0,42 0,44 0,46 0,48 0 5 10 15 вместимость ковша экскаватора, м3 к о э ф ф и ц и е н т за с о р е н и я р у д н о й м а с с ы Рис. 4 – Зависимость коэффициента засорения руды от вместимости ковша экскаватора Как видно из графика, разубоживание руд с увеличением вместимости ковша изменяется как степенная функция. Существуют различные способы повышения качества руды. Кондицион- ное качество добытого полезного ископаемого при сложной раздельной вы- емке достигается: правильным выбором способа, приѐмов сортировки и по- рядка отработки забоя, тщательной подготовкой забоя к взрыву, взрыворазде- лением компонентов, установкой экскаватора возможно ближе к забою. Од- нако селективная выемка усложняет организацию подготовки и выемки, сни- жает производительность экскаватора, повышает себестоимость добычи. При выемке полезного ископаемого с внутризабойной сортировкой различают производительность экскаватора по отгрузке и сортировке. И та, и другая за- висят от степени перемешивания в развале отдельно извлекаемых компонен- тов. Выше перечисленные трудности добычных работ и недостатки селектив- ной выемки можно преодолеть при использовании технологии предобогаще- ния руды в карьере (ТПРК). Эта технология заключается в том, что руда под- вергается предварительному обогащению непосредственно в карьере, а отхо- ды предобогащения размещают в выработанном пространстве карьера или складируют совместно со вскрышными породами [2]. С целью снижения по- терь и разубоживания рудной горной массы ТПРК можно применять: - в приконтактных зонах с вмещающими породами; - при выклинивании рудной залежи во вмещающие породы; - при переходе безрудной прослойки до 10 м, которую согласно Инструк- ции [1] обязаны взять в рудную массу; - в сложноструктурных добычных забоях, где перемежаемость рудных слоев и безрудных прослоек более 2; - для выемки некондиционных руд с целью увеличения производственной мощности карьера по руде. ТПРК позволяет выборочно обогащать разубоженные и некондиционные руды на стационарных или мобильных дробильно-сортировочных комплек- сах. Выводы. Железорудные месторождения горно-обогатительных комбина- тов Криворожского бассейна отличаются по структуре, текстуре, вкрапленно- сти минеральных зерен и наличию контактных зон «руда – вмещающие поро- ды». Разработанная классификация контактных зон позволяет оценить сте- пень засорения рудной массы и объем потерь полезного ископаемого. Таким образом, потери и разубоживание руды, наличие некондиционных руд, экс- плуатация на карьерах оборудования большой единичной мощности, а также наличие многих разновидностей сортов руд вызывает необходимость приме- нения технологии предобогащения сырья непосредственно в карьерах. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Отраслевая инструкция по определению, учету и нормированию потерь руды при разработке железо- рудных, марганцевых и хромитовых месторождений на предприятиях Министерства черной металлургии СССР [Текст] / ВИОГЕМ. - Белгород, 1975. – 68 с. 2. Четверик М.С., Бабий Е.В. Технология предобогащения в карьерах как перспективное направление добычи бедных руд // Матеріали міжнародної конференції «Форум гірників – 2007».- Д.: Національний гірничий університет. - 2007. - С. 246-253.

Схожі ресурси