Обоснование технологических параметров предварительной подготовки глинистых песков при бульдозерной разработке россыпных месторождений Карепанов Артем Викторович Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников Карепанов Артем Викторович. Обоснование технологических параметров предварительной подготовки глинистых песков при бульдозерной разработке россыпных месторождений : дис. ... канд. техн. наук : 25.00.22 Красноярск, 2006 162 с. РГБ ОД, 61:07-5/837 Содержание к диссертации Введение 1 Современное состояние изученности вопроса разработки глинистых россыпей 11 1.1. Природа связности и оценка промывистости песков 11 1.2. Обзор способов и оборудования для повышения извлечения драгоценных металлов из глинистых песков 17 2. Исследования характера потерь ценного компонента с глиной при разработке золотоносных песков 27 2.1. Исследование выхода глинистых окатышей 27 2.2. Исследование характера распределения глинистых окатышей по крупности 29 2.2.4. Исследование характера распределения подрешетных глинистых окатышей по крупности 33 2.3. Исследование агрегата золото-глина 35 Выводы 37 3. Обоснование технологических решений и параметров технологии освоения глинистых россыпных месторождений 38 3.1. Технологические решения по подготовке высокоглинистых песков россыпных месторождений золота к освоению ...38 3.2. Оценка влияния технологических параметров на показатели эффективности освоения глинистых россыпных месторождений 40 3.2.1. Исследование движения материала в промывочных установках барабанного типа 40 3.2.2. Определение критериев подобия для моделирования скрубберной установки 50 3.3. Параметры модели скрубберной установки и методика проведения экспериментальных исследований 56 3.3.1 Параметры модели скрубберной установки 56 3.3.2. Методика проведения эксперимента 59 3.4. Результаты экспериментальных исследований 61 3.5. Оценка влияния конструктивных параметров выемочного оборудования на крупность глинистых комьев, образующихся при выемке пород бульдозером 69 3.5.1. Параметры модели отвала бульдозера и методика проведения экспериментальных исследований 71 3.5.2. Результаты экспериментальных исследований 73 3.6. Выводы 76 4. Обоснование параметров подготовки глинистых песков и область применения предлагаемой технологии 79 4.1. Технологические схемы подготовки высокоглинистых песков с использованием частиц галечной фракции 79 4.2. Технические решения по улавливанию частиц галечной фракции и глинистых окатышей для возврата повторно в технологический процесс 82 4.3. Обоснование производительности выемочного-оборудования на добычном блоке по пескам при использовании предлагаемой технологии...85 4.4. Обоснование конструктивных параметров оборудования для внедрения частиц галечной фракции в глину 89 4.5. Методика определения соотношения масс частиц и глинистых комьев при искусственном изменении вещественного состава песков 95 4.6. Методика определения соотношения размеров частиц галечной фракции и глинистых комьев, образующихся при выемке песков 97 4.7. Методика оптимизации технологических параметров подготовки глинистых песков к выемке 100 4.7.1. Определение нормы времени на выемку и транспортирование глинистых песков 103 4.7.2. Определение нормы времени на подготовку глинистых песков частицами галечной фракции путем их внедрения траками бульдозеров... 104 4.7.3. Определение нормы времени на подготовку глинистых песков частицами галечной фракции при использовании для внедрения их в массив специального навесного оборудования или прицепных катков 108 4.8. Пример определения области применения предлагаемой технологии подготовки глинистых песков на основе экономических показателей 109 4.9. Выводы 121 Заключение ...124 Список литературы Введение к работе Актуальность работы. Развитие России и других государств во многом определяется эффективным использованием минерально-сырьевой базы и развитием промышленности, но в настоящее время производство должно быть не только экономически рентабельным, но и экологически безопасным для окружающей среды [1]. В настоящее время большое количество россыпных месторождений драгоценных металлов относится к категории сложных по горнотехническим условиям. Одной из главных причин снижения качества россыпей является значительное содержание глинистых включений в песках (рис. 1) [2]. В отдельных случаях оно может составлять 60-70 % от общего объема отрабатываемых запасов. Доля таких месторождений постоянно растет и в некоторых добывающих регионах составляет от 40 до 60 %. Отработка глинистых песков с применением известных технологий характеризуется существенными технологическими потерями металла, обусловленными выносом в отвал зерен золота, механически связанных с глиной. Попадая в процессы промывки и обогащения, глинистая масса принимает форму окатышей разного диаметра и дезинтегрируется в среднем на 5-8 % при дражном способе разработки и на 20-25 % при использовании промывочных установок типа ПКС. По результатам анализа генерального опробования драг и промывочных установок некоторых золотодобывающих предприятий Сибири, потери золота с окатышами могут достигать 95 % от общего количества технологических потерь металла [147]. Известные способы подготовки массива глинистых золотоносных песков, такие, как акустический; ударно-акустический; вибрационный; на основе изменения влажности глинистых включений; гидроимпульсный; ультразвуковой; криогенное воздействие на глинистые пески и т.д. не нашли широкого применения ввиду необходимости изготовления сложных технических устройств и малой изученности. |
р6' | Iril |
!' | |
* ^ | |
|з" і | |
*2 ' ' | 1,2 1,2 |
1 ' ' | |
4,9 14,8 24,6 34.4 44,3 54,1
Среднее содержание гали -100 +16 н
в песках,%
линистых іо.нгтітсиї.іх
Рис. 1. Характеристики
месторождений Красноярского края
Таким образом, разработка и обоснование параметров эффективной технологии подготовки глинистых песков к выемке при бульдозерной разработке россыпных месторождений является актуальной научной задачей.
Цель работы: повышение эффективности отработки глинистых россыпных месторождений драгоценных металлов при бульдозерной разработке за счет снижения эксплуатационных потерь полезного компонента.
Идея работы: целенаправленное вещественное и структурное преобразование состава глинистых песков в процессе подготовки их к выемке.
Основные задачи исследования:
Анализ полноты извлечения полезных компонентов при разработке глинистых россыпных месторождений драгоценных металлов и разработка способов подготовки массива горных пород для эффективного освоения месторождений драгоценных металлов.
Выявление основных факторов, влияющих на качество промывки глинистых пород, и оценка степени их значимости.
Разработка и научное обоснование технологий подготовки глинистых россыпных месторождений.
Оптимизация параметров технологии подготовки массива глинистых песков к отработке в зависимости от горно-геологических условий залегания россыпи.
Методы исследований. Изучение и- обобщение научно-исследовательских работ, литературных источников, патентных, фондовых материалов и практического опыта. Физическое и математическое моделирование, проведение экспериментальных исследований в лабораторных условиях, математическая и статистическая обработка результатов экспериментов.
Основные научные положения.
Повышение качества промывки глинистых песков обеспечивается увеличением количества контактов глинистых комьев с частицами галечной фракции путем искусственного увеличения их доли в песках отрабатываемого блока за счет использования хвостов обогащения для внедрения их в массив.
Предварительное внедрение частиц галечной фракции в массив глинистых песков обуславливает снижение крупности глинистых комьев в
транспортируемом бульдозером вале по экспоненциальной зависимости от объема частиц галечной фракции, внедренных в массив, а использование частиц с гидрофобизированой поверхностью обеспечивает дополнительно снижение крупности на 18-37 %.
3. Эффективность технологии подготовки глинистых песков зависит от удельного давления оборудования на грунт и от затрат времени на вдавливание, при этом для обеспечения полного внедрения частиц необходимо, чтобы удельное давление на грунт превосходило силы сдвига глинистых песков в 4 раза.
Обоснованность и достоверность научных результатов и выводов подтверждены представительным объемом экспериментальных данных и их статистической обработкой, соответствующих критериям доверительной вероятности.
Научная новизна:
1. Получена математическая модель эффективности дезинтеграции
глинистых песков во времени в зависимости от искусственно измененного
гранулометрического состава исходного материала, подаваемого в процесс
промывки.
2. Установлена степень влияния формы обломочного материала и вариан
та технологии подготовки глинистых песков на эффективность дезинтеграции.
Получена математическая модель зависимости средневзвешенной крупности образующихся в процессе выемки глинистых комьев от объема частиц, внедряемых в массив глинистых песков.
Научно обоснованы критерии и технологические требования к созданию горной техники для внедрения частиц галечной фракции в глинистые пески.
Определена зависимость производительности бульдозеров на блоке от производительности промывочной установки при замкнутой схеме промывки глинистых песков
Практическую ценность имеют:
технология подготовки глинистых песков к промывке (Патент РФ № 2212945) путем предварительного внедрения частиц галечной фракции в глинистые пески и конструктивные решения по повышению извлечения ценных компонентов из глинистых песков (Патент РФ № 2191633, патент РФ № 2281807 и решение о выдаче патента РФ по заявке № 2005119245);
конструктивное решение отвала бульдозера (Патент РФ на полезную модель № 55801) «Устройство для выемки глинистых песков при разработке россыпных месторождений полезных ископаемых»;
конструктивные решения по улавливанию частиц галечной фракции и возврату их в процесс внедрения в массив глинистых песков.
- методика для определения основных технологических параметров
предварительной подготовки глинистых песков;
- методика расчета технологических параметров и определения области
применения технологии подготовки глинистых песков к выемке.
Личный вклад автора:
разработка новых технологических решений по повышению эффективности отработки глинистых песков;
постановка, проведение, обработка и интерпретация экспериментов по исследованию процесса дезинтеграции и выемки глинистых песков при искусственно измененном гранулометрическом составе исходного материала;
разработка технологических схем отработки глинистых песков при использовании технологии подготовки массива песков к выемке;
разработка методических положений по выбору оборудования для подготовки и отработки глинистых песков;
разработка методики расчета технологических параметров и определения области применения технологии подготовки глинистых песков к выемке.
Реализация работы. Технология подготовки глинистых песков россыпных месторождений принята к внедрению в ЗАО Золотодобывающей компании «Северная».
Апробация работы. Содержание работы и ее отдельные положения докладывались на следующих конференциях и семинарах: VII Всероссийская научно-практическая конференция «Управление рисками на уровне региона и проблемы безопасности современного общества» «Безопасность-02», г. Иркутск (2002 г); Всероссийская конференция - конкурс молодых ученых минерально-сырьевого комплекса России «Полезные ископаемые России и их освоение», г. Санкт-Петербург (2003 г); IV Всероссийская научно-практическая конференция «Окружающая природная среда и экологическое образование и воспитание», г. Пенза (2004 г); III научная конференция с международным участием «Инновационные технологии», Таиланд, г. Поттайа (2004 г); Межрегиональная научно-практическая конференция «Объединение субъектов Российской Федерации и проблемы природопользования в Приенисейской Сибири», Красноярск (2005 г); Всероссийская конференция аспирантов и студентов по приоритетному направлению «Рациональное природопользование», г. Ярославль (2005 г); VI международная научно-техническая конференция «Современные технологии освоения минеральных ресурсов», Китай, г. Пекин (2006 г).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе получено 3 патента на изобретение, патент на полезную модель и решение на выдачу патента на изобретение.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, изложена на 163 страницах машинописного текста, включая 94 рисунка, 27 таблиц и список используемой литературы из 174 наименований.
Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю профессору, д.т.н. В.Е. Кислякову, коллективу кафедры ОГР, к.т.н. В.М. Чус-тугешеву за оказанную помощь и поддержку в выполнении работы.
Обзор способов и оборудования для повышения извлечения драгоценных металлов из глинистых песков
В настоящее время разработка глинистых россыпных месторождений осуществляется с использованием мощных выемочно-транспортирующих машин, увязанных в цикле горных работ с промывочными обогатительными установками различного типа. В качестве промывочных в основном используются скрубберные установки в комплексе с гидровашгердом. На них происходят дезинтеграция глинистых включений и классификация материала по крупности, продукт классом +16 мм удаляется в отвал, а подрешетный (-16 мм) - подается на обогащение. Однако использование данной схемы дезинтеграции на месторождениях с содержанием глины более 10% приводит к потерям драгоценного металла с глинистыми окатышами (рис. 1.1). чинский, В.И. Рехтман (1978),Н.В. Черкашин, А.И. Шульгин, Ю.В. Грабов (1979), О.Г. Бондаренко, СТ. Брагин, В.И. Бажов, А.И. Осипов, В.А. Терехов (1980), Б.П. Литвинов, В.И. Маршуев, П.И. Сыч (1981), А.А. Назаренко, Т.К. Ванжа (1982), В.Б. Канунников, В.К. Щекин, Н.А. Жарвин, И.И. Девя-шин, B.C. Саликов, Б.И. Лукин, Н.И. Климентов (1982), В.И. Бродский, НИ. Купин, Н.А. Арсеньева, Ю.А. Федотов (1982), B.C. Ямщиков, В.А. Чу-мичев, А.П. Нырков, Е.А. Шумаев, Р.Л. Чапчахов (1984), Б.Л. Тальгамер, А.А. Орлов, В.М. Белозеров (1985), Г.М. Луцкий, В.И. Лега, В.Е. Кисляков, Н.Н. Клочков, А.С Волченков, В.Ф. Хныкин (1985), А.В. Юройц (1987), Е.Г. Фонберштейн, А.Ю. Бейлин, А.И. Пеньков, В.И. Фирсов, СМ. Шлайфер, ГС Садыков, И.Ю. Евстигнеев (1987), Э.И. Черней, В.В. Петрищев, М.М. Смирнов, Д.Б. Шляпцев, Н.В. Бенгин (1987), А.И. Величко, Б.П. Буря-ченко, СА. Граблев, В.В. Короткий (1987), В.И. Толстых, П.Г. Помельников, СВ. Бочков, Д.В. Пасько (1987) В.П. Жуков, СМ. Захарова, Г.В. Румянцев, В.Г Ширман, А.Л. Шитаков (1987), B.C. Харламов, Б.П. Буряченко (1987), Н.Ш. Цхакая, Т.М. Килиптери (1988), В.П. Мязин, Л.В. Кирик, (1988), СП. Экомасов, В.И. Шендеров (1988), А.П. Трусов, З.П. Игошина (1988), B.C. Лобов (1988), О.В. Подмарков, Н.Е. Ерухимова, СВ. Непомнящая, М.М. Чаповская (1988), Э.Н. Ганин, В.Н. Грудинин (1989), Р.Ш. Зайнуров, Д.А. Зотов (1989), А.Г. Михайлов, В.А. Вагнер, А.Н. Семушин (1990) и др.
На сегодняшний день известно много способов повышения дезинтеграции глинистых песков, которые осуществляют в различных технологических процессах добычи золота: акустический способ [6, 14-20]; вибрационный [6, 27-32]; на основе изменения влажности глинистых включений [6, 32-37]; гидроимпульсный [38 47]; криогенное воздействие [48-55], бактериологический [56-57], химический [58-74] и д. р. [6, 74-129]. Все они позволяют в какой-то степени повысить дезинтеграцию глинистых включений, но не получили широкого применения ввиду различных причин. Анализ спо собов и устройств для подготовки и дезинтеграции глинистых песков позволил систематизировать их по схолшм характерным признакам (табл. 1.1).
Анализ наиболее характерных и эффективных способов и устройств для разупрочнения глинистых песков представлен ниже.
Практика работы действующих предприятий нерудной промышленности, в частности Мингечаурского гравийно-бетонного завода, показывает, что если сырье находится на открытом воздухе, глина теряет свою первоначальную влажность, растрескивается и легче размывается.
Данные института «Механобрчермет» свидетельствуют, что при подсушке сырья в течение 5 сут влажность кусков глины понижается с 17,8 до 14,8%. После промывки такого материала в трехвальной корытной мойке количество неразмытой глины сократилось в 2 раза [6].
Размыв глины после предварительной ее подсушки ускоряется вследствие того, что коллоидные прослойки, высыхая, обеспечивают прочное сцепление отдельных глинистых минералов. В связи с тем, что коллоиды быстрее впитывают воду, при увлажнении наружный слой подсушенной глины увеличивается в объеме. В результате образуются неравномерные скалывающие напряжения, которые вызывают растрескивание наружного слоя и поэтому способствуют более интенсивному распаду глины в воде.
В.П.Мязин, Ю.С.Шевченко, В.В.Гузеев и С.В.Потемкин [122] предлагают разрабатываемый, подлежащий обогащению массив металлоносных глинистых песков заливать жидким стеклом из расчета расхода 130 г на 1 м3 породы, в качестве которого могут быть использованы плавы хлоридов металлов, сульфат аммония, хлориды железа, серная кислота, тринатфосфат, пирофосфат натрия, и дать временную выдержку на выстаивание, например, в течение 5 сут. После этого массив разрабатывают рыхлением и обрабатывают водой до содержания в ней жидкого стекла в количестве 20-30 г на 1 м пульпы. Затем полученную пульпу обрабатывают флокулянтом на основе наиболее распространенного и безвредного ПАА-ГС в количестве 3-8 г на 1м пульпы и направляют на обогащение. В итоге, после обработки массива пород жидким стеклом и флокулянтом, проявляется синергетический эффект воздействия этих реагентов на породу, т.е. предварительная обработка последней жидким стеклом на стадии нетронутого массива усиливает действие флокулянта на стадии обогащения. Таким образом, обеспечивается взаимоувязка режима реагентной обработки массива песков с последующими режимами добычи и обогащения. Жидкое стекло разупрочняет структурные связи в массиве глинистого песка, увеличивая электрокинетический потенциал поверхности минералов и мощность диффузионного слоя, что увеличивает вероятность закрепления на минерале флокулянта ПАА и что в конечном итоге ведет к лучшему высвобождению ценного компонента из глинистой матрицы. Это обуславливает на стадии обогащения снижение числа устойчивых к осаждению глинистых частиц, повышению улавливающей способности обогатительных устройств.
Исследование характера распределения подрешетных глинистых окатышей по крупности
Учитывая то, что отдельные зёрна золота россыпи соразмерны с частицами глины, можно предположить, что зерно золота, связанное с мелкими частицами водой, образует агрегат (рисунок 2.9) с плотностью меньшей, чем у золота, но больше, чем у глины: д3-У3+дг-Уг " , г/см3, (2.18) где qa - плотность агрегата, г/см ; q3, qr - соответственно, плотность зёрен зо-лота и глины, г/см ; V3, Vr, Va - соответственно, объём зёрен золота, глины и агрегата, см3.
На плотность агрегата (рис. 2.9), состоящего из одной золотины, влияет размер золотины и толщина глинистого слоя, покрывающего её. А на плотность агрегата, состоящего из нескольких золотин, влияет суммарный объём золотин и объём глины, в котором они заключены.
Рассматривая рис. 2.10, где показано изменение плотности агрегата при увеличении диаметра золотины (при различном глинистом слое, который обволакивает её), видим, что плотность агрегата равна или близка по значению плотности некоторых минералов, входящих в структуру глины и не представляющих собой ценность. Например, плотность магнетита, который из тяже-лой фракции имеет наибольший выход, равна 5,2 г/см . Самую высокую плотность имеет шеелит - 6,1 г/см . Такую плотность агрегат имеет даже диаграммы указан размер зерна золота в мм) при диаметре золотины 3 мм и глинистом слое 1 мм, т.е. диаметр агрегата составит 5 мм. Это свидетельствует о том, что для снижения потерь золота при использовании гравитационных методов обогащения недостаточно уменьшать окатыш глины, а необходимо добиваться полного разделения глины и твердых частиц, входящих в структуру глины.
Выводы
1. Определено, что при содержании глины в песках менее 8,6 % потерь драгоценных металлов с глинистыми окатышами не происходит, а при содержании глины в песках более 75 % формируются только крупные окатыши размером больше чем диаметр перфорации промывочных установок.
2. Выявлено, что при содержании глины более 50 % в процессе промывки образуется больше надрешетных глинистых окатышей.
3. Предположено, что на крупность глинистых окатышей в большей степени влияет среднее содержание глины в песках и тип глины, при этом разработана методика определения характера распределения надрешетных и подрешетных окатышей по крупности.
4. Отмечено что совершенствование технологии переработки глинистых песков следует осуществлять в направлении подготовки песков в массиве с целью снижения крупности подаваемых на промывку глинистых комьев с одновременной интенсификацией процесса дезинтеграции глинистых включений на промывочных аппаратах.
В настоящее время эксплуатация россыпных месторождений золота все более усложняется из-за наличия в рыхлых отложениях большого количества глинистых включений. Значительные разведанные ресурсы россыпного золота не вовлекаются в эксплуатацию в связи с отсутствием эффективных технологий и оборудования для промывки и подготовки высокоглинистьгх песков.
Предлагаемый к использованию способ подготовки глинистых песков к разработке основан на внедрении в массив глинистых песков частиц галечной фракции размером 50-100 мм (патент РФ № 2212945) [78]. В качестве частиц галечной фракции могут использоваться как агрегаты и породы, полученные от промывки песков, так и железные частицы округлой формы (отходы машиностроительного и металлургического производства). Использование железных частиц позволяет улавливать их в чистом виде и с непродезинтегрирован-ными глинистыми окатышами с помощью магнитной сепарации и подавать повторно на промывку [150-159].
При использовании данного способа горно-подготовительные и вскрышные работы осуществляются по традиционной технологии.
Технология подготовки глинистых песков с использованием частиц в процессе их предварительной подготовки к выемке и обогащению, согласно представленным в табл. 3.1 вариантам отработки песков, может включать распределение по поверхности подготовленных к выемке песков частиц галечной фракции или вдавливание их в массив подготовленных к выемке запасов
Оценка влияния технологических параметров на показатели эффективности освоения глинистых россыпных месторождений
При физическом моделировании происходит изменение масштаба, но сохраняется природа явления. Качественные и количественные связи подобных явлений устанавливаются в виде критериальных соотношений [161, 162].
Механическое моделирование, или моделирование механических явлений, процессов и систем, является частным случаем физического моделирования.
При механическом моделировании необходимо найти условия для построения или выбора модели, а затем, после экспериментального её изучения, пересчитать результаты с учетом коэффициента подобия.
Механическая модель, как и физическая, представляет собой установку меньшего типоразмера, которая воспроизводит какие-либо механические явления полностью или частично. При механическом моделировании считается, что другие физические явления - тепловые, электрические, магнитные, световые не влияют на изучаемый процесс.
В простейшем случае механическая модель, должна воспроизводить изучаемое явление с сохранением физической (механической) природы и геометрического подобия. При моделировании явления протекают количественно иначе: изменяются геометрические размеры, силы и др.
При исследовании движения частицы в промывочном аппарате барабанного типа нужно учитывать, что основным требованием подобия является обеспечение механического подобия изучаемых явлений, иначе говоря, их кинематического и динамического подобия. Кинематически подобным называют такое движение материала, в котором скорости частиц во всех сходственных точках пропорциональны друг другу и одинаково направлены по отношению к их границам. Поэтому траектории движения сходственных частиц должны быть геометрически подобными. Наряду с этим должно быть обеспечено динамическое подобие, основным признаком которого является параллельность и пропорциональность действующих в сходственных точках сил.
Для соблюдения этих требований необходимо, чтобы выполнялось условие пн пм пн пм икр пкр где пнкр, пмкр - критическая скорость вращения барабана, соответственно, в натуральных условиях и на модели; пн, пм - скорость вращения барабана, соответственно, в натуральных условиях и на модели. В соответствии с теорией движения материалов в аппаратах барабанного типа [163], %Р= 3?р , (3-59) где g - ускорение свободного падения, м/с ; Rj - радиус барабана, м; г - радиус частиц, м. С учетом формулы (3.58) пм nJJ, 30-7g-JfVRl -а-гч-а пн_ПкР_ 30-Vg-7t-VRl-r4 _ , (збО) 1кР где а - константа линейного подобия. С целью достижения геометрического подобия необходимо, чтобы форма у геометрических фигур была одинаковой независимо от их размеров.
Две фигуры являются подобными, если между их сходственными точками можно установить взаимно однозначное соответствие, при котором отношение расстояний LM и LH между любыми парами соответствующих точек одной и другой фигур, равно одной и той же постоянной.
Две механические модели будут геометрически подобными, если существует постоянное отношение DiL=L!1 = D±=DnL = a = const5 (361)
DM M Ч гл где a - константа линейного подобия диаметра и длины скруббера, размеров подаваемых частиц и глинистых комьев (в исследованиях величина а принята равной 10); DH, LH, D4, Drjl - соответственно, некоторый диаметр и длина скруббера, размеры подаваемых частиц и глинистых комьев (натуральная величина); DM, LM, D4, Dra - соответственно, сходственный размер диаметра, длины скруббера, размер подаваемых частиц и глинистых комьев на модели. Отсюда =/-1- = 0,316. (3.62) nM V10
Известно несколько методов для определения вида критериев подобия явлений посредством теории размерностей. Все они вместе взятые носят название метода анализа размерностей. Этот вид анализа основывается на рассмотрении только лишь размерностей величин, характеризующих явление, но не даёт никаких указаний, как составить этот список.
Наиболее просто список факторов устанавливается, когда известно уравнение, описывающее исследуемый процесс. Однако для многих сложных процессов и явлений не найдено уравнений даже общего характера, в других случаях - известно общее уравнение, но из-за крайней сложности начальных или граничных условий не представляется возможным записать их в математической форме и т.д. Во многих подобных случаях, несмотря на большие сложности математического описания явлений, все же составить список факторов, определяющих ход исследуемого процесса, не представляет труда. Наконец, при исследовании малоизученных или неизученных явлений часто бывает так, что заранее интересующий список факторов неизвестен. В таком случае этот список устанавливают либо из общих теоретических соображений и специальных теоретических исследований, либо экспериментальным путём, либо комбинацией того и другого [164].
Технические решения по улавливанию частиц галечной фракции и глинистых окатышей для возврата повторно в технологический процесс
Использование способа предварительной подготовки массива глинистых песков к отработке, основанного на искусственном изменении гранулометрического состава исходного материала в массиве, возможно при параллельной и веерной системе бульдозерной разработки (рис. 4.1, 4.2). При этом на блок вскрытых запасов песков доставляются частицы галечной фракции.
При параллельной системе на первом этапе разработки проходится аккумулирующая канава. Проходка канавы осуществляется на борту полигона послойными горизонтальными слоями. Причем проходится она на всю мощность песков и по всей длине блока. Перед снятием каждого слоя он подготавливается предварительно доставленными на блок частицами путем их внедрения в массив глинистых песков. Распределение и внедрение частиц осуществляется бульдозером с навесным оборудованием (каток или специальный рыхлитель). Бульдозер набирает частицы из специально организованного отвала и при движении по полигону поднимает отвал на высоту, равную крупности внедряемых частиц, одновременно следом за ним происходит внедрение частиц траками или навесным оборудованием (катками или специальными рыхлителями).
На втором этапе разработки подготовленные глинистые пески подаются в аккумулирующую канаву, откуда они транспортируются к приемному бункеру промывочной установки. Подготовка песков осуществляется послойно путем внедрения частиц в массив.
При веерной системе вскрытый полигон делится на блоки, отработка которых производится смежными горизонтальными слоями. На одном из крайних блоков (в зависимости от направления складирования галечной фракции) располагается специально организованный отвал частиц расчетной крупности. Распределение и внедрение частиц в массив производится способом аналогичным описанному выше. Отработка блоков выполняется поочередно,
При использовании в качестве частиц галечной фракции минеральных зерен можно применять известные устройства для выделения глины [6, 140-146]. Частицы получают из отвалов путем их классификации и выделения требуемого класса.
А в случае использования металлических частиц, возможно применение устройств, приведенных на рис. 4.4, 4.5, при этом частицы в чистом виде возвращаются в процесс вдавливания в глинистые пески, а глинистые окатыши направляются на промывку.
Принцип работы улавливающего оборудования (рис. 4.4, а) заключается в том, что железные частицы, попадая на лоток 2 из скруббера 1, притягива Рис. 4.4. Устройства для улавливания глинистых окатышей и железных частиц ются валом-магнитом 3 к наружной части барабана 4. Частицы под действием магнитного поля перемещаются барабаном 4 за пределы лотка 2, который вращается с помощью валков 3, 5, 6, 7, 8. Магнитное поле при повороте барабана уменьшается, и материал под действием силы тяжести разгружается на конвейер 9, который перемещает частицы на вдавливание в глинистые пески. Работа барабана 10 отличается тем, что он вращается в обратную сторону, а магнитное поле, которое создается на его поверхности, больше, чем на барабане 4. Барабан 10 предназначен для улавливания глинистых окатышей, обработанных железными частицами, они разгружаются на конвейер 11, который возвращает их на промывку.
Главными потребителями технологических решений являются недропользователи, которые при выборе целесообразного варианта отработки опираются на достоверные и обоснованные экономические расчеты. В настоящее время принятыми показателями эффективности проектов являются: чистый дисконтированный доход, индекс доходности, внутренняя норма доходности, дисконтированный срок окупаемости. Однако, в связи с большим многообразием условий расположения и залегания месторождений и возможных затрат на их освоение, расчет этих показателей и выбор оптимального варианта подготовки является очень сложной задачей. На западе, а в последние годы и в России все больше внимание уделяется методикам экономической оценки принятия решений, основанным на удельных показателях, которые с достаточной точностью позволяют выбрать рациональный вариант отработки месторождений и определить область применения технических и технологических решений. Для оценки целесообразности применения технологии подготовки глинистых песков путем предварительного внедрения частиц галечной фракции в массив на стадии предпроектной оценки предлагается использовать показа тель, позволяющий сравнивать различные варианты по всему комплексу отработки и выбирать такой, которому соответствует максимальный дополнительный доход с учетом планируемой рентабельности предприятия: Д = Т.-Т,-- 3 0 + Р«)- ша», руб/м3, (4.42) где Тпр - стоимость товарной продукции при технологии подготовки песков путем внедрения частиц галечной фракции в массив, руб/м ; Ттр - стоимость товарной продукции при технологии без предварительной подготовки песков, руб/м3; Зпр - затраты, связанные с разработкой песков при технологии подго-товки песков путем внедрения частиц галечной фракции в массив, руб/м ; Зтр - затраты, связанные с разработкой песков при технологии без предвари-тельной подготовки песков, руб/м ; Рпр - планируемая рентабельность предприятия, %.
Похожие диссертации на Обоснование технологических параметров предварительной подготовки глинистых песков при бульдозерной разработке россыпных месторождений
