Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние и основные направления совершенствования разработки глинистых россыпей 10
1.1 Структура запасов россыпных месторождений 10
1.2 Современные технологии разработки россыпных месторождений 14
1.3 Опенка эффективности процесса дезинтеграции в скрубберах и барабанных грохотах 20
1.4 Цель и задачи исследования 31
2. Теоретические и технологические основы управления процессом дезинтеграции 34
2.1 Физико-механические основы процесса дезинтеграции 34
2.2 Дезинтеграция в скрубберах и бутарах 42
2.3 Анализ способов повышения эффективности дезинтеграции 48
2.4 Выводы 51
3. Анализ глин алмазоносной россыпи и разработка методики экспериментальных исследований их промывистости 53
3.1 Общая характеристика глин Иреляхской россыпи 53
3.2 Основные физико-механические характеристики глинистых пород 60
3.3 Методика проведения экспериментальных исследований 71
3.4 Определение критериев подобия для моделирования барабанного скруббера 75
3.5 Характеристика модели дезинтегратора 78
4. Результаты исследования эффективности промывки глинистых песков крупностью менее 20 мм 81
4.1 Исследование влияния скорости вращения дезинтегратора на эффективность промывки 81
4.2 Эффективность промывки от продолжительности нахождения породы в барабанном дезинтеграторе 83
4.3 Эффективность промывки в зависимости от температуры воды 84
4.5 Эффективность промывки в зависимости от гранулометрического состава глинистых песков 86
4.6 Эффективность промывки глины в зависимости от расхода воды 89
4.7 Эффективность промывки в зависимости от влажности породы 93
4.8 Обобщение полученных экспериментальных данных 95
4.8 Выводы и рекомендации 98
5. Исследование факторов, определяющих интенсивность дезинтеграции глинистых окатышей крупностью +20 мм 102
5.1 Подготовка к эксперименту и основные направления исследований.. 102
5.2 Выход окатышей глины в зависимости от первоначального размера куска породы и времени его промывки 104
5.3 Изменение параметров окатышей в зависимости от времени дезинтеграции 108
5.4 Интенсивность истирания поверхности окатышей в лабораторном дезинтеграторе 113
Выводы 119
6. Разработка мероприятий по повышению эффективности дезинтеграции глинистых песков и их технико-экономическая оценка 121
6.1 Подготовка к проведению эксперимента 121
6.2 Выемка песков без предварительной подготовки механическим рыхлением 126
6.3 Выемка песков с предварительным их рыхлением продольно-поперечными заездами 127
6.4 Рыхление с формированием межбороздовых гребней при смежных заездах 128
6.5 Рыхление песков с формированием межбороздовых гребней при поперечно-продольных заездах 132
6.6 Подготовка песков с естественной подсушкой в межбороздовых гребнях 136
6.7 Обобщение данных, полученных в результате экспериментов 142
6.8 Технико-экономическая оценка эффективности предварительной подготовки глинистых песков 145
Заключение 163
Список литературы 166
Приложения 177
- Опенка эффективности процесса дезинтеграции в скрубберах и барабанных грохотах
- Определение критериев подобия для моделирования барабанного скруббера
- Эффективность промывки в зависимости от гранулометрического состава глинистых песков
- Выход окатышей глины в зависимости от первоначального размера куска породы и времени его промывки
Введение к работе
' f s і .7
Актуальность работы. В настоящее время большая часть россыпных месторождений находится в суровых климатических условиях, а их рыхлые отложения характеризуются высоким содержанием глины, валунов, наличием мерзлоты. Из-за сложных горнотехнических условий залегания запасов россыпей потери полезных минералов при их разработке достигают десятков процентов. Значительная доля потерь связана с плохой дезинтеграцией глинистых песков.
В отдельных случаях в погребенных россыпях содержание глины составляет до 90-95 % от общего объема отрабатываемых запасов. Переработка глинистых песков с применением известных технологий характеризуется существенными технологическими потерями полезных компонентов, обусловленными выносом в отвал золота (алмазов), механически связанных с неразмытой глиной. В процессе обогащения высокоглинистые пески дезинтегрируют в среднем на 5-8 % при дражном способе разработки и на 20-25 % при использовании промывочных установок типа ІЖС в комплексе с гидровашгердом.
В настоящее время для интенсификации процесса промывки применяют различные способы: универсальные рассекатели (наборины) в дражной бочке; вибрационные промывочные машины типа ВМИ-100; СМД-88; Р-633; МПА-100; высоконапорные струи в барабанных грохотах; химические реагенты (серная кислота, хлористый и едкий натрий, сода, хлорид железа), предварительную подсушку глин до остаточной влажности менее 5-17%; электроискровой разряд в жидкости (электрогидравлический эффект); интенсифицирующее воздействие ультразвуком на комья глины; аппараты с использованием акустических колебаний при промывке пород крупностью до 70 мм; криогенную подготовку глинистых песков и другие.
Однако добиться стабильно высоких показателей процесса дезинтеграции всех категорий перерабатываемых глинистых песков удается далеко не всегда, поэтому необходимо не только улучшать эффективность работы обогатительного оборудования, но и совершенствовать всю технологию разработки глинистых россыпей. Это становится наиболее актуальным в наши дни, когда сырьевые запасы россыпных месторождений с благоприятными условиями залегания практически истощены и требуется вовлечение в разработку участков или месторождений с труднообогатимыми песками. Доля подобных месторождений сейчас составляет от 45 до 60%, а в некоторых регионах достигает 80%.
Цель работы: изыскание эффективных способов повышения степени дезинтеграции глинистых песков.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
-
Анализ полноты извлечения полезных компонентов при разработке россыпных месторождений алмазов и золота.
-
Изучение минерального и гранулометридаскрго РЖтава глин и иссле-
дование их физических свойств при изменен!
-
Изучение физико-механических процессов дезинтеграции в барабанных грохотах и анализ опыта их реконструкции.
-
Исследование и оценка эффективности дезинтеграции глинистых пород в лабораторных условиях.
5 Анализ эффективности дезинтеграции глинистых песков алмазоносной россыпи с управлением параметрами процесса.
-
Установление основных факторов, обеспечивающих высокую степень дезинтеграции.
-
Обоснование рекомендаций по совершенствованию технологии разработки высокоглинистых россыпей.
8. Разработка эффективных технологий предварительной подготовки
глинистых песков в массиве.
9. Оценка экономической эффективности различных способов подготов
ки глинистых песков к разработке.
Идея работы. Повышать эффективность дезинтеграции глинистых песков следует не столько в направлении реконструкции элементов обогатительного оборудования, сколько путем совершенствования технологии подготовки песков с предварительным изменением агрегатного состояния горного массива.
Защищаемые научные положения:
-
Качество промывки глинистых песков в барабанных дезинтеграторах в наибольшей степени зависит от кусковатости и влажности поступающего материала, а также содержания и формы крупнообломочных фракций в нем, то есть от параметров, которые могут регулироваться только в процессе предвари іельной подготовки песков к обогащению.
-
Предварительная механическая подготовка увлажненных глинистых песков с использованием продольно-поперечной схемы рыхления не обеспечивает в достаточной мере снижения кусковатости и влажности исходного для обогащения материала и позволяет только на 5-10% сократить потери полезного ископаемого с галей.
-
Рыхление массива глинистых песков с формированием межбороздовых гребней и последующей выемкой полезного ископаемого путем их срезания позволяет за счет двух-трехкратной интенсификации процесса естественной подсушки подготавливаемых песков в среднем почти на 60-65% снизить выход продуктов неполной дезинтеграции в галечные хвосты.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Установлена степень влияния различных факторов на эффективность дезинтеграции глинистых песков применительно к условиям алмазоносных россыпей Западной Якутии.
-
Разработана методика прогнозирования выхода глинистых окатышей и соответственно потерь ценного минерала с плюсовой фракцией при обогащении песков в барабанном грохоте.
-
Предложена методика анализа и подсчета выхода крупных кусков глины в процессе обогащения при предварительной подготовке песков в массиве.
Практическая значимость работы;
1. Установлены оптимальные параметры работы скруббер-бутары.
2. Обоснованы схемы рыхления песков при формировании межбороздовых гребней.
3.Разработаны технологические схемы подготовки глинистых песков путем их механического рыхления в зависимости от типа применяемого оборудования и физико-механических свойств песков.
Методы исследования: анализ и обобщение литературных источников и патентных материалов; анализ теоретических разработок и производственного опыта; физическое моделирование и лабораторные эксперименты; наблюдения и исследования в промышленных условиях; математическая обработка экспериментальных данных; графоаналитические методы, а также методы математического моделирования.
Личный вклад автора: сформулированы задачи исследований и разработана методология их решения; проведены теоретические и экспериментальные исследования по выявлению факторов, повышающих качество промывки глинистых песков в барабанном дезинтеграторе; разработана и обоснована методика, позволяющая аналитически прогнозировать степень дезинтеграции высокоглшшетых песков в скрубберах и бутарах; разработаны технологические схемы подготовки песков, позволяющие существенно повысить степень извлечения минерала за счет регулирования естественной влажности исходных песков.
Реализация работы. Проведены полупромышленные испытания предложенного способа подготовки глинистых песков. Предложенная технология разработки высоко-глинистых песков принята к внедрению в МГОКе АК "АЛРОСА".
Апробация работы. Материалы диссертационной работы и её отдельные положения докладывались и обсуждались на следующих конференциях: Научно-практическая конференция «Проблемы безопасности в природных и технических системах», г Иркутск (1996г); Международная конференция молодых ученых и студентов, Иркутск (1998г); 7-ая Региональная научно -практическая конференция, посвященная 80-летию PC (Я) «Молодые ученые и наука - 2002», г Мирный (2002г); Международная конференция «Проблемы развития минеральной базы Восточной Сибири», г Иркутск (2002г., 2004г., 2005г.); Научно-практическая конференция, посвященная памяти С.Б.Леонова «Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств», г Иркутск (2004г), а также на кафедре открытых горных работ ИрГТУ (2004, 2005г).
Публикации: По теме диссертации опубликовано пять работ и подана заявка на изобретение.
Объем и структура работы: Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, пяти приложений, изложена на 217 страницах машинописного текста, включая 90 рисунков, 54 таблицы и библиографический список литературы из 118 наименований.
Опенка эффективности процесса дезинтеграции в скрубберах и барабанных грохотах
Обогащение песков, добываемых из россыпей, осуществляется, как правило, на драгах или промывочных приборах. Для дезинтеграции песков на драгах используют типовые дражные бочки, на промывочных приборах -гидровашгерды с гидромониторами, скрубберы, барабанные грохоты. Это традиционное дезинтегрирующее оборудование обеспечивает удовлетворительное качество дезинтеграции при переработки малоглинистых песков -потери золота с галечным продуктом не превышают 0,5-2,5% и обусловлены в основном недостаточной эффективностью грохочения [9,61]. С увеличением содержания глины в песках эффективность их дезинтеграции снижается и возрастают потери полезного компонента с продуктами неполной дезинтеграции - глинистыми окатышами, которые содержатся как в крупном (галечном), так и в мелком (эфельном) материалах [42, 45, 65, 74].
На одной из драг Приморья, перерабатывающей пески с содержанием глинистой фракции (0,074 мм) свыше 70%, потери золота с продуктами неполной дезинтеграции достигли 60%, На основе экспериментальной оценки потерь металла в процессе дезинтеграции глинистых золотосодержащих песков на драгах Енисея установлена прямолинейная зависимость потерь золота с галей от содержания в песках глины, представленной гидрослюдами с примесью монтмориллонита и каолинита [52]. Прямолинейная зависимость установлена также при проведении экспериментальных исследований дражного и гидравлического способа добычи песков с трехстадийной дезинтеграцией их последовательно на гидровашгерде с гидромонитором, в землесосе, в скруббер-бутаре, Доказано, что потери полезных компонентов в галечных отвалах, зависят от содержания глины в песках. Как правило потери связаны с образованием глинистых окатышей, которые способны "наклеивать" на своей поверхности полезные минералы [116]. Схема обогащения ильмшштосодержащих пород после подачи их па фабрику конвейерным транспортом начинается с трехстадииной дезинтеграции в скрубберах. Последние предназначены для мокрой дезинтеграции труднопромывистых песков с большим содержанием глинистой составляющей (до 50-60%), На производстве используются скрубберы двух модификаций. Скруббер в первом исполнении с открытым разгрузочным торцом предназначен для первичной дезинтеграции, в процессе которой размывается до 60-80% первоначального количества песков. Скруббер второго исполнения служит для повторной дезинтеграции не размытой части песков и имеет торцевую решетку, через которую разгружается галька размером менее 40 мм [20].
Низкая эффективность аппаратов барабанного типа при дезинтеграции глинистых песков подтверждена при проведении опыта промывки минерального сырья других видов. По данным, приведенным В.В.Троицким, при промывке горной массы в виде комьев крупностью менее 250мм, состоящих на 5-17% из глины, в аппаратах барабанного типа эффективность дезинтеграции составляет 40-78% [101].
Добычные работы на карьере "Водораздельные галечники" (Юго-Западная Якутия) велись в летний период (июнь - сентябрь) бульдозер но-гид-равлнческим способом. Несмотря на предварительное механическое рыхление песков при бульдозерной выемке, размыве их напорными струями гидромонитора и пассивными насадками (при давлении воды 0,8-1,0(1,4)МПа) на мелкоячеистой решетке гидровашгерда (размер ячейки 30-50мм), в подаваемой землесосом пульпе на фабрику поступало довольно большое количество не размытых окатышей глины, из-за которых происходили частые закупорки пульповодов. В цехе дезинтеграции пульпа пропускалась через два каскада скрубберов СБ-1,8 и барабанные грохоты. Тем не менее, в хвостах бутар класса +30мм, выводимых в отвал, содержание окатышей глины составляло от 40 до 95%. Поэтому галечно-глинистые хвосты гидровашгерда и бутар фабрики подвергались повторной обработке по россыпной схеме или подавались на рудную фабрику №3.
В результате проведенных исследований институтом «Якутнипроал-маз» в 1984-1986г.г. была выявлена неэффективность скрубберов как дезинтеграторов на высоко глинистых песках (рисунок 1.1). Ухудшение качества дезинтеграции песков без скруббера также не было выявлено. Не выявлена и эффективность смонтированных в бутарах «диспергаторов» различной конструкции (при обработке пластичных глин верхней залежи, она прилипала к диспергаторам и постепенно залипляла внутреннюю поверхность бутары вплоть до полного закупоривания перфорации). Вследствие этого эффективность грохочения снижалась и в хвосты уходила мелочь - не прогрохоченный зернистый материал. Из-за этого с технологической нитке со скруббером фиксировался повышенный выход мелочи с хвостами бутар (галя - 32мм 23,9% против 16,1% с нитки без скруббера, а окатышей глины - 32мм - 42,3% против 36,4% по нитке без скруббера). Таким образом, наличие или отсутствие скруббера в схеме практически неощутимо при дезинтеграции глинистых песков с очень малым содержанием гали в исходных песках, тем более при поступлении материала в виде пульпы [56, 116].
При этом необходимо заметить, что средняя технологическая производительность скрубберной линии в зависимости от категории перерабатываемых песков в 1,5 раза больше, чем на бесскрубберной [58].
При решении Бопросов улучшения качества дезинтеграции высокогли-нпстых песков с весьма незначительным содержанием гали институтом "Якутнипроалмаз", а именно сектором разработки россыпей, которым руководил к.т.н К.ИЛфаров, была разработана концепция неэффективности скрубберов для дезинте фации такого сырья (в них, наоборот, происходила агломерация не размытых окатышей глины с образованием крупных глыб глины или «колбас»), поэтому стремились к максимально возможному использованию напорной струи гидромонитора для размыва глин на мелкоячеистой решетке гидровашгерда, а для пропуска на фабрику требуемой крупности материала использовать разные размеры ячеек решетки выбросного лотка гидровашгерда (на размывочной решетке - самая мелкая ячея, а в конце выбросного лотка и перед ним - увеличенная ячея по требуемой для фабрики крупности материала).
Определение критериев подобия для моделирования барабанного скруббера
На рисунке 4.1 приведен график эффективности промывки в зависимости от частоты вращения барабана, которая задается набором сменных шкивов разного диаметра. Кривые представлены общей характеристикой вариационных рядов таблиц L..3 приложение 1, построенных по значениям средних величин. Критическая скорость вращения промышленного скруббера СБ-12И составляет 37 мин"1, лабораторного 74 мин"1. Для получения максимального дезинтегрирующего эффекта одни авторы указывают необходимую частоту вращения в пределах 70-80% от критической [48], другие рекомендуют увеличить эту скорость практически в 1,5 раза с одновременным введением внутрь барабана дополнительных дезинтегрирующих элементов в виде лопаток рыхлителей [102].
При промывке в лабораторных условиях глинистых проб, взятых с месторождения "Горное", наилучший дезинтегрирующий эффект был достигнут: 1. При частоте вращения барабана в пределах 60-85% от критической скорости; 2. При частоте вращения в пределах 45-60% от критической с вмонтированными внутрь барабана штыревыми рыхлителями. Как показали лабораторные наблюдения, использование штыревых рыхлителей позволяет повысить эффективность дезинтеграции по классу крупности -0,2мм более чем на 30%. Но как показала практика, применение способов интенсификации процесса дезинтеграции (универсальные наборины, рыхлители), основанных на усилении механических воздействий в типовом оборудовании, не смогли обеспечить существенного эффекта. В среднем потери полезного компонента с продуктами неполной дезинтеграции сократились с 7-18% до 2-6%. Однако они остаются высокими, особенно при переработке высокоглинистых песков [103]. Особое влияние на эффективность дезинтеграции глины оказывает исходная влажность породы. Так при уменьшении остаточной влажности на 14% эффективность дезинтеграции глины возросла более чем на 20%. При этом угловая скорость вращения барабана, при которой был достигнут мак снмальный дезинтегрирующий эффект, составила не более 35% от критической. 4.2 Эффективность промывки от продолжительности нахождения породы в барабанном дезинтеграторе В предыдущем опыте были установлены оптимальные обороты экспериментального дезинтегратора, равные 60% от критической скорости (соответствует 22 мин промышленного скруббера диаметром D= 1300мм.). Все дальнейшие эксперименты проводили на основе этого показателя. Анализируя каждый участок кривых (рисунок 4.2) на интервале времени от 0 до 60 мин, было установлено: 1. Эффективность промывки резко нарастает на интервале времени от нуля до трех минут. На рассматриваемом интервале времени эффективность дезинтеграции достигает значений равных 28% (при W=24%) и 51% (при W=10%) соответственно. Затем наблюдается резкое снижение роста эффек тивности (с 13 до 4%) при каждом последующем увеличении времени с 5 до 30 мин. 2. Анализ продуктов неполной дезинтеграции после разгрузки барабана выявил наличие окатышей округлой формы. Количество и размеры окаты шей обратно пропорциональны времени промывки проб (таблица 4 и 5 при ложение I). Было установлено, что увеличение влажности исходной пробы на 14% (в нашем случае с 10 до 24%), приводит к резкому увеличению в 1,7 раза количества глинистых окатышей, а также средневзвешенного диаметра окатышей в 1,3 раза. Необходимое время дезинтеграции и пропорциональная ему энергоемкость процесса находятся в линейной зависимости от содержания глины. При увеличении крупности кусков глины эти показатели изменяются в степенной зависимости [100]. Следует отметить, что применяемые механические процессы промывки характеризуются незначительным временем воздействия на дезинтегрируе мый материал (в пределах от 1 до 5 мин). Повышение времени обработки приведет к росту объёмных параметров оборудования. Поэтому интенсификацию промывочного оборудования необходимо вести по пути оптимизации параметров режима промывки, к которым относятся скорость движения частиц материала, пройденный путь за время промывки и характер контакта с конструктивными элементами машин и взаимоконтакта промываемых частиц. Интенсификация за счет повышения значений этих параметров требует роста энергетических затрат.
Эффективность промывки в зависимости от гранулометрического состава глинистых песков
Чтобы определить влияние времени промывки пород на количественный выход глинистых окатышей, были проведены экспериментальные наблюдения, по результатам которых построены диаграммы функции n0K=f(t), где пок - количество окатышей на выходе. В промышленных условиях среднее время дезинтеграции и промывки в скрубберах составляет в среднем около одной минуты, это ограничение во времени и принято за базовый параметр для расчета выхода глинистых окатышей.
Для лабораторных наблюдений использовались куски глины разных линейных размеров - 0,03; 0,06; 0,16; 0,31 от диаметра барабанного дезинтегратора (в нашем случае D6ap = 320мм). С пересчетом на реальные условия промывки в скруббере с диаметром глухого става 1300мм размер куска породы сцементированного глиной, составит 39, 78, 208, 403 мм соответственно. Эксперименты для каждой крупности материала проводились отдельно. Во всех экспериментах вес глинистой навески был равен 2,5 килограмм (± 150 г).
Чтобы разобраться с какой интенсивностью геометрическая конфигурация и размеры обломочного материала влияют на количественный выход глинистых окатышей, был использован галечник и плитняк (карбонатные плитки плоской формы). Причем в лабораторных наблюдениях влияние каждого параметра изучались самостоятельно. При анализе гранулометрического состава пород Иреляхской россыпи было установлено, что доля гали крупностью -100+20 мм, оказывающая значительное истирающее воздействие на глинистые куски при промывке их в бочечном дезинтеграторе, составляет в среднем 25-35%. Следовательно, в лабораторных наблюдениях доля гали была принята также 30%.
Для определения количества окатышей и их диаметра в лабораторных наблюдениях был использован набор сит с размерами ячеи: -100+90мм; -90+70 мм; -70+50 мм; -50+30 мм; -30+20 мм; -10+5 мм; -5+0 мм. Причем раз мер ячейки сита 5мм (для лабораторного дезинтегратора диаметром 320 мм), соответствует размеру отверстий перфорации промышленной бутары равной 20 мм с диаметром бутарной части скруббера 1300мм. Это необходимо для определения процента отсева по минусовому классу с целью разработки ме роприятий по интенсификации процесса дезинтеграции плюсового класса (глинистых окатышей) в промышленных условиях, Исследования в лабораторных условиях проводились по трем направ лениям: 1. Определение процентного выхода глинистых окатышей. 2. Определение средневзвешенного диаметра окатышей. it 3. Определение интенсивности истирания поверхности окатыша. Количественный выход глинистых окатышей в отвал зависит от трех предварительно выделенных факторов: от диаметра кусков глины, поступающих в скруббер для промывки (массы куска глины); от размеров и формы обломочного материала (округлой или плоской формы); от времени нахождения в скруббере. Эти три фактора, объединенные в одну технологическую группу, оказывают влияние на интенсивность истирания поверхности окатышей. Эти факторы не заменяют, а дополняют друг друга, интенсифицируя тем самым процесс дезинтеграции. Из этой группы выделим переменные и постоянные факторы. К постоянным факторам можно отнести геометрическую конфигурацию обломочного материала и время дезинтеграции в скруббере. К переменным факторам относится размеры куска глины, загружаемого в скруббер для промывки, и средневзвешенная крупность обломочного материала, поступающего в барабан.
Геометрическая конфигурация обломочного материала (округлая или плоская) оказывает значительное влияние на выход глинистых окатышей. Это особенно актуально при отработке приплотиковой зоны. При промывке ложного плотика, который представлен глинистыми отложениями, образуется более 40% всех окатышей [118]. Плотик на месторождении "Горное" представлен преимущественно элювиальной глиной, обломками и разборными плитами карбонатных пород (на 95% всей площади месторождения), а также песчанно-алевритистыми породами. Плиточная геометрическая конфигурация значительно снижает эффективность дезинтеграции и увеличивает выход глинистых окатышей в хвосты. Это подтверждается лабораторными наблюдениями, в ходе которых была установлена существенная разница между результатом промывки отдельно глинистых кусков без обломочного материала и с его добавками в виде плитняка и галечного материала (приложение Б. 1 ).
При рассмотрении первого варианта (рисунок 5.1) обращает на себя внимание тот факт, что куски глины с первоначальным размером 0,31-0,16D6ap практически не дезинтегрировали и их количественный показатель на выходе остается на том же 100% уровне, что и при загрузке в барабан.
Характер зависимости n=f(t) изменится, если добавить гали. При промывке в лабораторном дезинтеграторе кусков глины с добавлением гали крупностью -0,08+0,02D6ap (в пересчете на реальные условия эксплуатации кл.-100+20мм) в объёме 40% (средневзвешенная величина по месторождению) от общей массы пробы (см. приложение Б.1), наблюдается полное отсутствие окатышей при промывке кусков размером меньше 0,06DGap (рисунок 5.2).
Выход окатышей глины в зависимости от первоначального размера куска породы и времени его промывки
Для успешной реализации программы исследований необходимо было подобрать участок с максимально возможным содержанием глинистой фракции, с исходной влажностью пород 20-25%. Из 120 га вскрытой площади полигона на месторождении "Горное" наиболее подходящим был участок площадью 0,35га с ярко выраженным глинистой составляющей. Содержание фракции крупностью -0,2+0мм в породах на данной площади составило в среднем 72%. Этот пропласток представлял собой наносы мелкозернистой фракции песка, ила и глины толщиной в среднем около 1,2 м, перекрывающие промышленную часть балансовых запасов. Была оконтурена площадь размерами 130x50 м с последующим делением на четыре подучастка (первый - 10x50 м; второй - 40x50м; третий - 40x50 м; четвертый - 40x50 м). На первом подучастке порода без предварительной подготовки рыхлением срезалась отвалом бульдозера и укладывалась за контуром в навал высотой около одного метра и шириной в один отвал бульдозера. Второй подучасток рыхлили на всю высоту стойки рыхлителя (высота стойки зуба до рамы рыхлителя около 1,1м) продольно-поперечными заездами с сеткой 0,5x0,5м с последующим формированием навала за контуром аналогичным образом, что и на первом участке. Площадь третьего подучастка рыхлили смежными заездами с таким расчетом, чтобы сформировать межборозд овый гребень между каждым чётным и предшествующим ему ходом рыхлителя. Четвертую площадь рыхлили параллельно-перекрестным ходом, причем перекрестным ходом формировали межбороздовый гребень между каждым чётным и предшествующим ему ходом рыхлителя. В третьем и четвертом вариантах породу выталкивали в навал, не заглубляя отвал бульдозера в грунт, а только срезая образованные от рыхления межбороздовые гребни.
На вскрышных работах на месторождении "Горное" успешно эксплуатируются два типа бульдозеров ДЗ-126 (базовый трактор ДЭТ-250) и D-355A фирмы "KOMATSIT. В рассматриваемом случае стоит обратить внимание на такие технические характеристики машин как: колея по тракам; ширина траков; клиренс; скорость рыхления и стоимость одного машино часа работы (таблица 6.1).
Межколейная площадь дорожного просвета бульдозера в обоих случаях практически равна и составляет: для ДЗ-126 - 0,9м2, а для D-355A - 0,96м2 [73]. В полевых наблюдениях за работой рыхлителей при формировании межбороздового гребня не выявлено резких отличий в его геометрических параметрах. Поэтому в проведении исследовательской работы нами был использован бульдозер D-355A. Ниже рассмотрены способы проведения исследовательской работы по каждому из вариантов предварительной подготовки глинистых песков. Исследования проводились с целью определения процента кусковатости глинистых песков. На каждой заходке по выемке песков машинист бульдозера заглубляет отвал бульдозера в толщу песков на глубину 15-20 см, набрав породный вал, перемещает его за контур в один общий навал песков. Навал песков формируется таким образом, чтобы его высота не превышала высоты масштабного трафарета с размерами ячеи 20x20см. Масштабный трафарет с размером рамы 2 х 2м, изготовленный из сталыюго уголка с натяжнтелями с обеих сторон для устранения провисов нитей сетки, был изготовлен с целью реальной масштабной привязки к исследуемой площади. В дальнейшем это помогло при фотоанализе и позволило реально оценить размеры негабаритных кусков глины (куски размером более 0,02м2) в общем навале песков.
Для изучения выхода негабаритов особый интерес представлял непосредственно сам навал песков, отсыпанный шириной в один отвал и длиной 20 м. С учетом параметров масштабного трафарета с каждой стороны было сделано по девять замеров. Данный способ замера кусковатости по длинной стороне навала был принят с учетом наблюдений за распределением всего объема песков, перемещаемого отвалом бульдозера, на момент разгрузки. При разгрузке куски глины равномерно распределяются по всей фронтальной площади навала. Следовательно, нет необходимости производить фронтальный замер после каждой разгрузки бульдозера. Достаточно сформировать вал, а затем произвести фотометраж двух смежных сторон (рисунки Г9...Г14). По результатам выполненной работы произведен суммарный подсчет площади негабаритов в процентном выражении к общей замеренной площади навала.
