Содержание к диссертации
Введение
1. Изученность вопроса, задачи и методы исследования 4
1.1. Конструкции оснований блоков при донном выпуске руды ковшовыми ПДМ 8
1.2. Современное представление об истечении сыпучих тел из выпускных отверстий 16
1.3. Анализ исследования по определению показателей извлечения руды в зависимости от параметров и схем расположения выпускных отверстий 22
1.4. Задачи и методы исследования 28
Выводы 29
2. Определение формы и параметров фигуры выпуска при различных схемах расположения выпускных отверстий 30
2.1. Вводные замечания 30
2.2. Методика исследования (моделирование на физических моделях и аналитические исследования) 31
2.3. Определение объемов фигур-выпуска 39
2.4. Определение формы и параметров фигур выпуска 45
Выводы 46
3. Определение показателей извлечения руды при раз личных схемах и параметрах расположения выпускных отверстий 51
3.1. Вводные замечания 51
3.2. Методика исследования 53
3.3. Зависимости потерь и разубоживания руды от соотношения расстояния между выпускными отверстиями КО 54
3.4. Потери и разубоживаяие руды при различных схемах и параметрах расположений выпускных отверстий 57
3.5. Методика аналитического определения показателей извлечения при торцевом выпуске
руды из основания блока 64
Выводы 72
4. Технико-экономическая оценка конструкции оснований блоков с различными схемами расположения выпускных отверстий 73
4.1. Методика сравнительной оценки 73
4.2. Эффективность рекомендуемых конструкций оснований блоков 78
Выводы 83
Заключение . 84
Список использованной литературы 87
- Конструкции оснований блоков при донном выпуске руды ковшовыми ПДМ
- Методика исследования (моделирование на физических моделях и аналитические исследования)
- Зависимости потерь и разубоживания руды от соотношения расстояния между выпускными отверстиями КО
- Методика сравнительной оценки
Введение к работе
Пятилетним планом развития Алжирской Народной Демократической республики на 1984-1989 г.г. предусматривается создание основ тяжелой промышленности. Горнорудная промышленность, которая является сырьевой базой тяжелой индустрии, должна достичь высокого уровня. Значительная часть производства чугуна и стали будет производиться на базе руд месторождений Уэяза и Бу-хадра, где добывают основное количество алжирского железа. Месторождение Бу-хадра, представленное крутопадающим рудным телом, разрабатывается системой этажного принудительного обрушения с донным выпуском руды.
В системе этажного принудительного обрушения наиболее трудоемкими являются процессы выпуска и доставки руды.
С целью повышения эффективности этих процессов на большинстве рудников скреперная доставка руды в последние годы заменяется вибродоставкой и доставкой ковшовыми погрузочно-доставочнн-ми машинами (ПДМ).
При доставке руды ковшовыми ПДМ, имеющей ряд преимуществ по сравнению со скреперной, увеличиваются объем подготовительно-нарезных выработок в основании блока, расстояние между выпускными отверстиями и площадь блока, приходящейся на одно выпускное отверстие, что снижает эффективность их применения.
При использовании ковшовых ЩШ возможно применение различных конструкций оснований блоков. Объем и затраты на проведение подготовительно-нарезных выработок при этих конструкциях определяются проектно. Однако для их окончательной оценки необходимо знать величину потерь и разубоживаяия при каждой из них. Величина потерь и разубоживания руды зависит от параметров системы разработки, порядка ведения очистных работ, режима "выпуска и, при прочих равных условиях, от расстояния между выпускными отверстиями и схемы их расположения.
В этой связи оптимизация параметров оснований блоков при донном выпуске ковшовыми ЦДМ, от которых зависят потери и разу-боживание руды и затраты на подготовку оснований блоков, является актуальной задачей.
Цель работы. Установление зависимостей показателей извлечения руды от схемы и параметров расположения выпускных отверстий для создания рациональных конструкций оснований блока, обеспечивающих повышение эффективности разработки мощных рудных месторождений системой этажного принудительного обрушения.
Идея работы. При создании рациональных конструкций оснований блоков учитывается взаимное влияние смежных выпускных выработок при различных схемах их расположения на форму и параметры фигур выпуска, от которых зависят потери и разубоживаяие руды, а также технология доизвлечеяия руды массига основания блока и гребней руды между выпускными отверстиями, оставленными в блоке после первой стадии его отработки.
Научные положения, разработанные лично соискателем и их новизна: впервые установлены зависимости показателей извлечения руды от параметров сетки расположения выпускных отверстий; разработана методика определения рациональных параметров расположения выпускных отверстий при донном выпуске руды, отличающиеся тем, что в ней учитывается зависимость показателей извлечения руды от параметров сетки расположения выпускных отверстий.
Впервые установлено, что характеристики фигур выпуска зависят от параметров сетки расположения выпускных отверстий при равномерно последовательном выпуске руды из них.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована: а) достаточными объемами экспериментальных исследований выпуска руды на физических моделях при различных параметрах сетки расположения выпускных отверстий, что подтверждено кор ректным применением методов математической статистики; б) удовлетворительной сходимостью результатов аналитичес ких расчетов с экспериментальными данными ( расхождение не бо лее 10$).
Научное значение работы заключается в установлении зависимостей характеристик фигур выпуска от параметров сетки расположения выпускных отверстий, используемых для оценки механизма выпуска руды под обрушенными породами.
Практическое значение работы заключается в разработке требований к конструктивным параметрам сетки выпускных отверстий при донном выпуске руды, которые можно использовать при создании рациональных конструкций оснований блоков, позволяющих снизить потери и разубоживание руды при уменьшении объема подготовительно-нарезных работ.
Разработанные в диссертации рекомендации по определению рациональных параметров конструкций оснований блоков при различных схемах расположения выпускных отверстий при донном выпуске руды могут быть рекомендованы к внедрению на шахте "Бу-хадра" (АНДР).
Ожидаемый экономический эффект от внедрения рекомендаций исследования в условиях шахты иБу-хадра" составляет при сближенных отверстиях 1,94 рублей/т.
Основные положения диссертационной работы доложены на научных семинарах при кафедре "Технология, механизация и организация подземной разработки руд" (ТПР) / Москва, МІЙ, 1982-1984 г.г./.
Работа выполнена на кафедре "Технология, механизация и организация подземной разработки рудных месторождений" по теме ЇЇР-І "Создание научных основ технологии высокопроизводительной подземной разработки руд с применением самоходного оборудования и вибротехники".
Автор выражает благодарность руководителю канд.техн.наук, доценту Абрамову В.Ф. и всем сотрудникам кафедры ТПР за помощь и поддержку при выполнении работы.
Объем работы, диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 91 страниц машинописного текста, из них 15 рисунков, II таблиц, список литературы из 55 наименований, на 5 страницах.
Конструкции оснований блоков при донном выпуске руды ковшовыми ПДМ
Месторождение Бу-хадра - это совокупность жил железных руд и некоторых известняковых накоплений, благоприятных для явления замещения. Месторождение имеет большой запас железа, в основном гематита, промышленные запасы 50-60 миллионов тоня, среднее содержание железа 55$, угол падения рудного тела меняется от 30 до 90, мощность - от 30 до 45 м. Крепость руды по шкале М.М.Протодъякояова 7-8. Руда устойчивая, объемная масса-2,7 т/м3, руды монолитные, трещиноватость только в отдельных местах.
Вмещающие породы залегают довольно круто, под углом 80-85 и представлены переслаиванием желтых и серых мергелей, известняков, известковистых и мергелистых песчаников, аргиллитов. Мощность отдельных слоев колеблется от сантиметров до нескольких метров.
Железная руда месторождения Бу-хадра характеризуется гематитом и лимонитом. Характеристика железных руд и вмещающих по род приведена ниже .
Методика исследования (моделирование на физических моделях и аналитические исследования)
При всех схемах расположения выпускных выработок (рис.2.2 ) (т.е. квадратной,сближенной, шахматной) был принят равномерно-последовательный порядок выпуска дозами 100 см3.
При проведении ряда опытов для визуальных яаблвдений за процессом выпуска передняя стенка модели, изготовленная из органического стекла, устанавливалась по оси выпускного отверстия. Для исследования перемещений частиц сыпучего тела в массе над выпускными отверстиями были уложены нумерованные марки на определенных расстояниях одна от другой. Наблкщеяия за перемещением специальных марок и положеяием контакта производились как визуально через прозрачную стенку, так и путем регистрации последовательности выхода марок. На каждую марку наносились координаты ее исходного положения в модели и номер. Например занесенный на марке индекс I-1-a обозначает: первый ряд I, первая марка I, первый слой а.
Марки укладывались по сетке 5x5x5. Засыпка модели производилась слоями высотой 5 см. Для центральных отверстий сетка расположения марок 3x3x3. (рис.2.3 ).
Методика определения параметров фигур выпуска менялась в зависимости от решаемой задачи, что отражено в нижеследующих разделах. По каждой позиции проводилось от одного до трех опытов.
Зависимости потерь и разубоживания руды от соотношения расстояния между выпускными отверстиями КО
Потери и разубоживаяие руды яа I стадии отработки блока определялись физическим моделированием.
Материалом для заполнения модели служила дробленая руда, подобранная в соответствии с выбранным масштабом моделирования (1:100). Фракционный состав руды в модели был тот же, что и в первой серии экспериментов. Крупность обрушенных покрывающих пород была принята несколько большая, чем крупность руды. Это отвечало фактическому положению яа руднике, где покрывающие породы, как правило обрушаются крупными глыбами. Руда была засыпана до высоты 60 см, затем породу до 100 см. Исследования велись в блоках высотой 60 м, что соответствует высоте этажа в условиях рудника Бу-хадра. При этом выпуск вели из блока, имеющего вертикальные стенки и форму правильного параллелепипеда (50x30 см). Порядок выпуска был принят равномерно-последовательный дозами по 100 см3. Выпуск руды производили до разубожива-яия в дозе выпуска 50, 75 и 100$ В каждой выпущенной дозе определялись объемы как чистой руды, так и примешанных пустых пород.
Фиксировался суммарный объем рудной массы, выпущенной из каждого отверстия с начала выпуска и разубоживаяие руды.
В процессе выпуска фиксировали количество чистой руды. Величину дозы рудной массы, выпускаемой из модели, старались сохранить по возможности одинаковой, равной 100 см .
Методика сравнительной оценки
Методика сравнительной оценки различных технологических схем выпуска руды и конструкций основания блоков рассматривалась многими авторами / I, 44, 24 /
При оценке конструкций оснований блоков рекомендуется учитывать следующие факторы: безопасность работ по выпуску и доставке руды, производительность пункта выпуска, объем подготовительно-нарезных работ, скорость подготовки блока и т.д.
Терпогосов З.А. /44 / предложил методику сравнения конструкции оснований блоков, в которой учитывают основные показатели, на которые влияет основание блока. Такими показателями являются трудоемкость системы, себестоимость добычи, величина потерь и разубоживание, интенсивность и безопасность отработки блока.
В общем виде, согласно /44 /, выражение для сравнительной оценки эффективности различных конструкций оснований блоков можно представить в виде.
