Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние вопроса и задачи исследования 8
1.1. Методы прогнозирования содержания металла в руде 8
1.2. Прогнозирование на основе геометризации качественного показателя . 11
1.3. Методы анализа исходной информации . 13
1.4. Постановка задачи 16
2. Анализ горно-геологических условий месторождения . 20
2.1. Геологическая характеристика района исследования 20
2.2. Изменчивость параметров рудных тел 25
2.3. Влияние геологической информативности на качественно-количественную характеристику выпуска руды 39
3. Геометризация качественных показателей месторождения 49
3.1. Геометризапия как составная часть при прогнозировании качественного показателя 49
3.2. Исходная информация и анализ изменчивости качественных показателей 51
3.3. Геометризация содержания полезного компонента . 53
4. Оперативное прогнозирование содержания металла при выпуске из блока 78
4.1. Формирование исходной информации . 78
4.2. Моделирование процесса истечения руды при системе разработки с торцевым выпуском 80
4.3. Оперативное прогнозирование содержания качества на основе геометризации и теории выпуска . 89
4.4. Прогнозирование потерь и разубоживания рудной массы 96
5. Прогнозирование содержания металла в рудной массе при выходе из рудоспуска 105
5.1. Моделирование выпуска руды из рудоспуска . 105
5.2. Прогнозирование содержания металла в руде на выходе из рудоспуска ИЗ
5.3. Выявление закономерности перемешивания в бункере 119
5.4. Управление качеством минерального сырья 126
Выводы 129
Заключение 131
Приложения 132
Литература 140
- Прогнозирование на основе геометризации качественного показателя
- Изменчивость параметров рудных тел
- Исходная информация и анализ изменчивости качественных показателей
- Моделирование процесса истечения руды при системе разработки с торцевым выпуском
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" отмечена необходимость совершенствования технологии добычи и переработки руд, а также комплексного их использования
Одним из направлений решения этих задач является повышение однородности минерального сырья, поступающегона обогатительный передел за счет управления качеством, которое реализуется начиная от добычных забоев до цехов переработки, по всей технологической цепи движения рудопотока. Исходной задачей для управления является прогноз качественных показателей, таких как содержание металла в руде, разубоживание и пр.. В свою очередь, достоверность прогнозной информации при выпуске базируется на геолого-маркшейдерских данных о размещении качества минерального сырья в недрах и знании характера истечения руды в процессе ее выпуска.
Известные по литературным источникам методы прогнозирования качества минерального сырья выполнены для условий систем разработки с донным выпуском. В настоящее время получают все большее распространение системы разработки с торцевым выпуском рудной массы. Данный метод разработки применяется на 7,6$ месторождений руд цветной и черной металлургии. Для этих систем пока методы прогнозирования развиты недостаточно.
Поэтому научная задача разработки методики прогнозирования качества руд на основе геометризации сложно структурных месторождений для систем с торцевым выпуском является актуальной. ЦЕЛЬ РАБОТЫ заключается в установлении закономерностей размещения качественных показателей в недрах и истечения руды из блока для разработки методики прогнозирования качества руд в сложноструктурных месторождениях, позволяющей управлять качеством минерального сырья при его добыче и повысить народно-хозяйственную эффективность освоения месторождений полезных ископаемых,
ИДЕЯ РАБОТЫ состоит в определении изменчивости значимых геологических факторов и технологических параметров для разработки методики прогнозирования качества руд на основе геометризации сложно структурных месторождений для систем о торцевым выпуском.
НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, РАЗРАБОТАННЫЕ ЛИЧНО СОИСКАТЕЛЕМ,И НОВИЗНА:
- разработана методика прогнозирования качества руд для систем с торцевым выпуском, отличающаяся тем, что прогноз осуществляется по графоаналитической модели месторождения и модели выпуска руды на основе установленных закономерностей пространственной изменчивости показателя с трансформацией ее во временную изменчивость качества рудопотока;
- установлено, что построение временных рядов качества руд в потоке необходимо осуществлять на основе геометризации качественного показателя в недрах и теории выпуска, новизна которой заключается в совместном учете геологического строения рудной залежи и модели выпуска руды.
ОБОСНОВАННОСТЬ И ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ, ВЫВОДОВ И РМОМЕНДАЦИЙ.
- корректностью использования методов математической статистики для выявления закономерностей размещения качественного показателя в недрах; - удовлетворительной сходимостью результатов прогнозирования качества руд с фактическими данными, при этом относительная погрешность прогноза проведенного с вероятностью 95$,не превышает 6,0$;
- положительным внедрением методических рекомендаций по прогнозированию качества руд на основе геометризации сложно-структурных месторождений.
ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ. Научное значение работы заключается в разработке методики прогнозирования качества добываемых руд для систем с торцевым выпуском на основе исследования закономерностей размещения качественных показателей в недрах с учетом сложной структуры рудных тел и движения горной массы при выпуске, что позволяет развить методы маркшейдерского обеспечения горного предприятия»
Практическое значение работы состоит в разработке методики прогнозирования качества добываемых руд,позволяющий стабилизировать качество сырья и улучшить технико-экономические показатели горного предприятия. На ее основе составлены "Методические рекомендации по прогнозированию качества руд на основе геометризации сложноструктурных месторождений".
РЕАЛИЗАЦИЯ ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИЙ РАБОТЫ
"Методические рекомендации по прогнозированию качества руд на основе геометризации сложноструктурных месторождений" приняты к внедрению на Алмалыкском ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени горнометаллургическом комбинате. Ожидаемый экономический эффект от внедрения составляет 67 тысяч рублей в год.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены; на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава ТашПй в 1977-1984 годах; на республиканской научно-технической конференции молодых ученых /Ташкент, 1980 г;/; на техническом совете рудника Алтын-Топкан;
ПУБЛИКАЦИЯ. По теме диссертации опубликовано 7 научных статей.
ОБЪЕМ РАБОТЫ, диссертационная работа состоит из 154 страниц, из них: 37 рисунков, 13 таблиц, список использованной литературы из 137 наименований и 4 приложений.
Автор выражает благодарность научному руководителю чл.-?корр. АН УзССР, проф.,докт.техн.наук Рахимову В.Р;, а также проф.,докт. техн.наук Букринскому В.А., канд.техн.наук Мансурову Е;.А. за оказанную помощь при выполнении работы и выражает признательность сотрудникам геолого-маркшейдерского отдела Алтын-Топканского подземного рудйика,за помощь и содействие, оказанные ему в процессе отбора необходимой информации и в проведении экспериментальных работ.
Прогнозирование на основе геометризации качественного показателя
Как указывалось выше, прогнозированию качественного показателя на основе геометризации качественного показателя и теории выпуска посвящены исследовательские работы /67,80,125,133/.
Мансуров Е.А. /80/ исследовал прогнозирование качественного показателя для условий одностадийной системы разработки с отбойкой руды на зажатую среду, где применяется донный выпуск.
В этой работе прогнозирование осуществлялось следующим образом: по данным бороздового опробования основных выработок и подэтажных горизонтов производилось сглаживание методом скользящего окна размером, равным 5-кратному интервалу опробования. По сглаженным кривым строились геометрические планы размещения качественного показателя в недрах по основным и подэтажным горизонтам, а также вертикальные разрезы по линиям рудоспусков по простиранию и вкрест простирания рудного тела. Отдельно на кальке вычерчивались плоские сечения эллипсоидов выпуска, размеры которых соответствовали кратному объему доз выпускаемой рудной массы. Сечения эллипсоидов накладывались на вертикальный разрез над выпускным отверстием и по ним считались значения содержаний и вычислялось среднее.
В данной работе не обоснован выбор высоты сечения изолиний, а также выбор плоскости проекции, которые оказывают существенное влияние на точность прогнозирования. Но автор /80/ для повышения точности определяет коэффициент перехода jtf ,который учитывает несоответствие между прогнозным и фактическим содержанием в добываемой руде. В работе также не произведен статистический анализ первичной геолого-маркшейдерокой информации, которая влияет на достоверность геометризации качественного показателя в недрах.
Когут В.Б. /67/ исследовал прогнозирование для системы разработки этажного обрушения, где применяется донный выпуск рудной массы.В данной работе для прогнозирования по погоризонтным и подэтажным планам опробования составляются вертикальные разрезы блока по линиям выпускаемых выработок. Затем на разрезы наносятся изолинии содержаний и эллипсоиды выпуска, по которым способом палетки проф. П.К.Соболевского подсчитывается ожидаемое содержание в дозе выпускаемой руды.
Следует отметить, что предложенный способ прогноза носит постановочный характер. Отсутствует анализ исходной информации,а также оценка точности геометризации качественного показателя в недрах.
Из вышеизложенного можно сделать вывод, что при прогнозировании на основе геометризации качественного показателя и теории выпуска необходимо учитывать геолого-маркшейдерскую информацию, которая влияет на выбор плоскости проекции, высоты сечения изолиний, размер окна сглаживания, следовательно, и на точность прогнозирования качественного показателя при выпуске.
Анализ существующих исследовательских работ показывает,что при прогнозировании содержания возможен различный подход,основанный на статистических характеристиках распределения содержания в товарной руде и на геометрии размещения качественных показателей в недрах.
В первом случае прогноз осуществляется на сутки; во втором-практически на весь период выпуска по выпускаемому отверстию.
В диссертационной работе исследуется способ прогноза,основанный на геометризации качественного показателя и теории выпуска.Отличительной чертой наших исследований является то, что данный способ прогноза рассматривается для систем разработки с торцевым выпуском, а также обосновывается размер окна сглаживания, высота сечения изолиний для геометризации качественного показателя.Выбор данной системы разработки объясняется тем, что здесь используются высокопроизводительные самоходно-погрузочно-доставоч-ные машины, в связи с чем все большее число предприятий внедряет данную систему разработки.
В настоящее время достаточно хорошо изучена методика геометризации рудных тел, проведение которой не вызывает методических трудностей. Что же касается геометризации качественных показателей месторождения, то в каждом конкретном случае выбор методики геометризации индивидуален и зависит от ряда факторов, важнейщими из которых являются следующие /107/.I. Генетические особенности месторождения.Z Достоверность геолого-маркшейдерской информации.3. Характер и интенсивность изменчивости качества полезногоископаемого.4. Расположение и плотность разведочных выработок.
Перечисленные факторы тесно связаны между собой, и требуютанализа исходной информации.. В последнее время опубликовано много работ,посвященных анализу геолого-маркшейдерской обеспеченности /1,3,16,18,37,46,50/ и оценке-изменчивости качественных показателей геохимического поля /2, б, 7,17,20,26,32,93,108/.
В нашей стране и за рубежом вопросам оценки качественных показателей минерального сырья в недрах уделяется большое внимание. Выполнены и проводятся большие научно-исследовательские работы в Московском /20,23,39,44,48,57/, Ленинградском /71/,Свердловском
Изменчивость параметров рудных тел
В Главной рудной зоне выделяются десять рудных тел,каждое из которых характеризуется своей геологической позицией (приуроченностью к контактам гранодиоритов с известняками, контактами гранитоидных даек разного состава с известняками и другими).
Обычно рудная зона представляет собой единую,иногда прерывистую, скарновую полосу, сопровождающуюся многочисленными разду вами, пережимами и апофизами. Геологическая позиция рудных тел не всегда выражена отчетливо. Наиболее хорошо она проявлена у крупных рудных тел У,У1,УШ. Эти зоны вмещают в себя преобладающую часть полиметаллического оруденения - около 90$.
Мелкие рудные тела (І,П,Ш,ІУ,ІП,ІХ) имеют изменчивую геологическую позицию как по простиранию, так и по падению. Все они распадаются на ряд обособленных рудных тел, разделенных друг от друга безрудными скарнами или другими породами. Иногда рудные тела соединяются между собой и тогда граница между ними проводится условно, в основном по пережимам мощности. Общая протяженность рудных тел 2,6 км. В общем плане рудные тела имеют северовосточное простирание и углы падения 70-7fP на северо-запад.Длина отдельных рудных тел колеблется от десятков до 1000 м. Мощность их колеблется от нескольких метров до 60 м.
На условия размещения Главной рудной зоны влияли многие факторы, главными из которых являются:а) литологический состав вмещающих пород,б) структурные условия.Среди последних часто различаются следующие особенности:1. Прямая зависимость мощностей рудных тел от мощностей сКарповых залежей.2. Блокированноеть рудных тел разрывными структурами северо-восточного простирания.3. Приуроченность мощных рудных, тел к наиболее крутым граням контактов известняков с гранитоидными породами.4. Локализация мощных рудных тел на участках искривления даек.
Наиболее крупными рудными телами в указанных зонах являются УІ-І, УШ-LФорма данных рудных тел близка к пластообразной.В поперечных (горизонтальных и вертикальных) сечениях каждое руд ное тело разбивается на ряд обособленных или соединяющихся между собой, со значительным пережимом мощности линз. Прихотливо соединяясь и разделяясь между собой в различных сечениях тела образуют в совокупности крупное пластообразное, невыдержанное по мощности,простиранию и падению рудное тело. Простираются рудные тела УІ-І, УЇЇ-І, У 1 в В-СВ направлении соответственно на 150,650 и 800 м и по падению - соответственно на 650,650 и 350 м. Мощность их составляет в среднем соответственно 14,16, 8,8 м при колебании от I до 50-60 метров. Наиболее выдержанным по мощности, по простиранию и с глубиной является тело УШ-І, наименее выдержанным У«І. В отдельных сечениях описываемые рудные тела отделяются друг от друга дайкой, (в некоторых случаях дайки, разделяющие рудные тела, несут в себе полиметаллические оруденения,например, дайка кварцевых порфиров, разделяющая рудные тела УІ-І и УШ-І) или по пережиму мощности.Внутри рассматриваемых рудных тел и в меньшей степени внутри остальных рудных тел, могут быть выделены участки с повышенным содержанием свинца и цинка (богатые рудные тела). К богатым рудным телам отнесены руды.с содержанием свинца и цинка выше 50$ (в условных единицах). Содержание свинца и цинка в 50$ (в усл.ед.) является своеобразным рубежом, так как частота встречаемости проб по обе стороны от него различается в 1,5-2 раза (см.рис.2,1; 2,2). Это накладывает дополнительные требования к густоте опробования при увязке данных руд. Морфологически богатые рудные тела представляют собой крутопадающие, параллельно рудному телу (рудной зоне), линзообразные тела северо-восточного (близширотного) простирания протяженностью в плане, среднем около 25 м (в отдельных случаях до 180 м) и прослеживающиеся по падению, в среднем на 15м (в отдельных случаях до 180 м). Средняя мощность богатых рудных тел составляет 2-3 м, в отдельных случаях их мощность достигает 20 м.
В раздувах мощности рядовых рудных тел отмечается многократное чередование богатых и рядовых рудных прослоев, в результате чего форма рудного тела в плоскости приобретает полосчатую текстуру. Параллельность богатых руд по простиранию основного рудного тела и между собой, значительные их параметры по простиранию и падению, а также малая средняя мощность позволяет сделать вывод о том, что богатые рудные тела либо приурочены к определенным стратифицированным литологическим разностям пород, либо к тектоническим нарушениям, параллельным простиранию и падению рудной зоны. Однако следует учесть, что тектоника, а также наличие и расположение даек оказывают влияние на размещение богатых руд. Если литологический контроль оказывал ведущее влияние на размещение богатых руд, то такое же влияние он должен оказывать и на размещение рядовых руд.Форма рудных тел для данных зон, как правило, линзообразная, Протяженность по простиранию и по падению десятки, много реже первые сотни м, мощность в среднем - первые метры, реже до 20-30м.
Более мелкие рудные тела по сравнению с рудными телами УІ-І, УШ-І и У-І характерны, в основном, для Западного фланга, а также для Северной рудной зоны, включая и-Центральную группу рудных тел..При анализе морфологии рудных тел Северной рудной зоны бросается в глаза отсутствие экранирующей роли даек в распределении оруденения. Этот факт противоречит распространенному на месторождении мнению о дорудности даек.
Отрицательным моментом для Северной рудной зоны, по сравнению с главной, является не только уменьшение мощности и общих параметров рудных тел, но также рассредоточение их на значительное расстояние вкрест простиранию рудной зоны, что потребует зна
Исходная информация и анализ изменчивости качественных показателей
Для оперативного прогнозирования содержания металла в рудной массе в процессе выпуска производится эксплуатационная геометризация, исходными данными для которой служит следующая информация:1) геологические разрезы и погоризонтные планы рудничной гелогии по месторождению;2) журналы документации и опробования скважин эксплуатационной разведки месторождения;3) полевые книжки геологической документации подземных горных выработок;Ц) геологические планы и разрезы рудных тел масштабов 1:200; 1:500; 1:1000;5) погоризонтные маркшейдерские планы масштабов 1:200; 1:500; 1:5000;6) отчеты ГРП и производственные отчеты геологической службы подземного рудника.
Наличие такого большого объема фактического, материала позволяет произвести детальный анализ геолого-маркшейдерской информации.
Автором были проанализированы геолого-маркшейдерская документация месторождения. Геологические и маркшейдерские планы и разрезы изучались для получения численной характеристики качественных показателей месторождения. По данным эксплуатационной разведки проведена математическая обработка данных.опробования по определению изменчивости качественного показателя. Полученные результаты показывают, что от изменчивости содержания полезного ископаемого зависит высота сечения изолиний, а также размер окна сглаживания вариационного ряда.
В настоящее время существует много методов оценки изменчивости качественных показателей /бб/. Среди них необходимо отметить методы,предложенные проф. Букринеким В.А. /20/ и проф.Гудковым В.М./35/.
Согласно методике проф. Гудкова В.М. общая изменчивость показателя может быть выражена тремя видами:а) линейная изменчивость ( SM ), которая характеризует общую тенденцию в изменении показателя;б) случайная изменчивость ( SCJ1 ), вызываемая техническимиошибками, в определении показателя;в) природная изменчивость ( Snp), обусловленная характеромизменения показателя в окрестности пробы.
Общая изменчивость показателя включает в себя эти три вида и связана с ними зависимостью:
Проф. Букринский В.А. предлагает оценивать изменчивость за« кономерных изменений параметра, как отношение длины кривой размещения к ее проекции:где jdk - длина кривой размещения параметра,мм; D=V(jwL)s+(j/cR)a - гипотенуза прямоугольного треугольника с катетами, равными длине проекции L кривой К и размаху R , мм; JAt=l;Me - масштаб по оси интервалов (I мм соответствует Ме метрам} ;
м=і:М - масштаб по оси значений параметра (I мм соответствуетJ с сJVL единиц значений параметра).
В данном случае при jrtcl 0,ijrieL принимается d L Для вариационного ряда с неравномерным отбором проб проф. Букринский В.А. предлагает оценивать величину изменчивости качественного показателя с учетом неравномерности интервалов по формуле:и без учета этой неравномерности с использованием среднего интервала ni где I- - интервал опробования,м; А ;- первые разности; t - средний интервал опробования; L - общая длина опробования;
После этого определяется разность 2 Х »которая оценивает величину смещения характеристики изменчивости. Величина должна соответствовать условию 2 т$ 5 , где ТП$ - средняя квадратическая ошибка вычисления смещения ,ту - средняя квадратическая ошибка вычисления показателя изменчивости, найденная как ошибка функции измеренных величин. . В таблице ЗЛ приведен пример расчета изменчивости по методике проф. %кринокого. В.А. данных скважинно.го опробования для блока 18 7 20 месторождения. График изменения содержания показан на рис.3.1.3.3. ГеомеТризация содержания полезного компонента
Результатом геометризации качественного показателя является построение графиков, иллюстрирующих закономерности размещения свойств и процессов в недрах. Практическое значение этих графиков приводится в 3,1 настоящей главы.
Геометризация свойств залежи производится после предварительного сглаживания исходных данных.
В настоящее время для определения размера окна сглаживания исследователи, в основном, пользуются методами, предложенными проф. В.А.%кринским/20/, проф. И.Н.Ушаковым /122/, Ю.В.Короб-ченко /68/ и др.
Проф. Букринский В.А. /20/ утверждает, что при сглаживании реализаций размер окна следует принимать таким, при котором изменчивость кривой, получаемой после сглаживания реализации, бцла бы близка к. изменчивости средней кривой из возможных реализаций при данных условиях опыта. С этой целью для хорошо изученного опытного и типичного для месторождения участка по нескольким направлениям строят кривые по данным наиболее детального опробования. Затем строят возможные реализации при, принятом интервале опробования. ..Для последних, находят средние кривые реализаций и их изменчивость» Кривую по данным наиболее детального опробования сглаживают последовательно окнами разного размера, выявляют.зависимость между.-размером окна и изменчивостью получаемой кривой.По этой.кривой определяют-средний размер окна,.с помощью которого следует сглаживать случайные.реализации, чтобы получить действительную -функцию размещения признака.
Проф.Ушаков И.Н. приемы.сглаживания.разделяет на две группы: аналитические и механические. При механических приемах сглаживания для каждого выделенного участка эмпирической кривой свойств вычисляется среднее значение показателя .и относится к середине этого участка. Они и называются скользящими средними.
В качестве аналитического приема сглаживания можно привести параболическое сглаживание.Параметры сглаживающей параболы находятся по способу наименьших квадратов и основываются на условии где У - ордината сглаженной кривой; У - ордината эмпирической кривой.
При применении параболического сглаживания вычислительная работа значительна, в связи с чем данная методика не получилараспространения. Из литературных источников известно, что сглаживание должно обеспечить:1) освобождение кривой от влияния случайных погрешностей при определении показателя;2) наглядность плана изолиний;3) сохранение характера изменения показателя.
Указанные требования к сглаживанию находятся между собой в противоречии: чем большую плавность мы будем сообщать выровненной кривой, тем большими отклонениями выровненных ординат от эмпирических она будет сопровождаться.
В качестве условия достаточности сглаживания в работе /122/ предлагается принять выражение:где - коэффициент вероятности;2ГЛ" сумма вторых последовательных разностей из измеренных значений показателя в разведочных точках; к - число вторых разностей.
Методика, предложенная Ю.В.Коробченко, сводится к оценкестепени близости исходной изменчивости к линейной, которая определяется степенью регулярности R . Степень регулярности определяется по формуле: .где 6асж - стандарт исходных значений С содержания;
Моделирование процесса истечения руды при системе разработки с торцевым выпуском
Для решения некоторых задач, таких как оптимальный шаг взрывания, снижение разубоживания,прогнозирование качества при выпуске, необходимо знать форму и параметры фигуры истечения руды при данной системе разработки.В работе фигура истечения рудной массы определялась как и у других исследователей /74,78/ на модели.
При сборе исходных данных для моделирования был определен гранулометрический состав рудной массы путем фотографирования отбитой горнорудной массы. Фотографирование производилось с 6-7 метров фотоаппаратом "ФЭД-3" со вспышкой типа "Чайка" при постоянной выдержке 1/30 сек. и диафрагме 16. Для определения масштаба использовались рейки с нанесенными на них десятисантиметровыми делениями. Располагались рейки в виде четырехугольника. Производилось 3-5 снимков на количество руды, равное одному составу вагонеток.Всего выполнено 130 снимков. Камеральная обработка снимков показала хорошие результаты фотографирования.Гранулометрический состав рудной массы определялся по методике,приведенной в работе /5/.
Наибольшее количество руды представлено фракциями 0-20 см. іМатематическая обработка результатов измерений позволила найти среднеквадратичную ошибку определения грансостава по одному снимку, а именно:
Используя известную формулу /III/При надежности Р=0,87 и ошибке среднего значения 15%,количество снимков, сделанных по мере выпуска отбитой руды, вполне удовлетворяет требованиям.При моделировании был использован гранулометрический состав, указанный в таблице 4.1.
Модель системы с торцевым выпуском выполнена с геометрическим подобием в масштабе 1:50. Боковыми стенками отбитого слоя является нетронутый массив. В области задней стенки, а также сверху налегает пустая порода. Для моделирования использовались естественная дробленая руда. Фракции составлялись в необходимой пропорции,соответствующей фактическому гранулометрическому составу. Дробленая руда окрашивалась в три цвета и горизонтальными слоями закладывалась в модель. Особое внимание при этом уделялось получению четких ровных контактов между олоями различного цвета. Модель была выполнена из дерева и оргстекла. Ширина выработки, по которой производился выпуск,, равна в натуре 5 м. Выпуск производился металлическим ковшиком дозами, равными в масштабе объему ковша самоходной погрузочно-доставочной машины. На рисунке 4.1 представлена модель системы разработки с торцевым выпуском.
По мере выпуска руды наблюдался прогиб слоев различного цвета, эти изменения,происходящие при определенной дозе выпуска,фиксировались на кальке. По характерным точкам прогибов контактов были вычерчены плоские сечения эллипсоидов выпуска, размеры которых соответствуют выпущенным дозам руды. На рисунке.;4.2. показано развитие фигуры истечения отбитой рудной массы по мере выпуска.
Моделирование повторялось несколько раз. Полученные фигуры выпуска между каждым моделированием различались между собой,что носит вероятностный характер. Это также подтверждается и выходом . налегающей породы. Выход налегающей,породы после выпуска определенного объема приведен в таблице 4.2. В результате моделирования выявлено, что фигура истечения отбитой рудной массы имеет форму, близкую к трехосному эллипсоиду. Из рисунка 4.2 и 4.3 видно,что ширина фигуры преобладает над ее толщиной.
Из литературных источников известно,что характер истечения руды определяется ее.физико-механическими свойствами (кускова-тостью,влажность и т.д.) и активной площадью выпускной щели, величина которой определяется размерами поперечного сечения выработки выпуска и глубиной внедрения рабочего органа погрузочной машины,а также схемой выпуска.Активная ширина щели определяется по известной формуле /78/:
Куликов В.В. /72/ для удобства рекомендует ввести в формулу показатель сыпучести Р, который равен радиусу кривизны вершины эллипсоида.
Радиус кривизны вершины эллипсоида по данным /72/ определяется по формуле:
Для трехосного эллипсоида из (4,6) следует:Коэффициент сыпучести также можно определить по физико-меха где d - крупность кусков;Ко- коэффициент разрыхления;р - угол внутреннего трения.
При известной дозе выпуска высоту фигуры можно найти Зная высоту можно определить малую полуось фигуры /72/:Зная параметры 8в,Р ,Н находим третий параметр, т.е.толщину фигуры выпуска по формуле:
По выведенной формуле можно будет аналитически вычислить параметры фигуры выпуска, которые важно знать при прогнозировании качества металла в руде.Функциональные зависимости этих параметров от объема выпуска выражаются следующими уравнениямигде относительная погрешность определения параметров по уравнению составит дв= 7,07% , Ас= 6,04% г А =4,1/ . По расчетным данным построена номограмма для определения параметров фигуры выпуска, что упрощает аналитические расчеты (рис.4.5).
Прогнозирование содердания металла в рудной массе в работе осуществляется по результатам геометризации качественного показателя, которые приведены в разделе 3 и параметрами фигуры выпуска, полученными в результате исследований в подразделе 4.2 настоящей работы.
Прогнозирование осуществляется на сменную добычу минерального сырья. Это связано со сложностью залегания рудного тела и частой перемежаемостью рудных прослоек. В приложении 2 приводится результаты исследования фактических данных по сменам за несколько дней для блока 18-20. Из рисунков видно, что содержание металла в рудной массе в течение суток по сменам варьирует от 7,15$ до 18,2%,a в течение декады минимальный коэффициент вариации V=7,I5$ и максимальный V =31,9$.Это говорит о том, что при управлении качеством нельзя руководствоваться данными прогноза для суточной добычи, а нужно поль зоваться прогнозными показателями на смену /59/.
Для прогнозирования качественного показателя на вертикальные разрезы накладывались плоские сечения фигуры истечения руды, полученные в результате моделирования (рис.4.б). Эллипсы вычерчивались на кальке для определенной дозы выпуска руды. Для обоснования дозы выпуска вычерчивали эллипсы для объемов выпуска 70 тонн, 140 тонн и 300 тонн. Оценку точности производили по известным формулам:
Систематическая ошибкагде r\ - количество разностей значений; ССр- среднее содержание. Отклонениятогда, среднее квадратичное отклонение в результате анализа получено
Из анализа видно, что ошибка прогнозирования содержания металла мала при дозе выпуска 70 тонн и 140 тонн. Отсюда, для прогноза следует строить эллипсы с разницей в объеме фигур выпуска 140 тонн.Прогнозирование выполнили следующим образом:На эллипсах располагали точки, в местах которых считываетоя
