» » Требования к производственным процессам с точки зрения габарита кусков руды

Требования к производственным процессам с точки зрения габарита кусков руды

08.08.2016

При взрывной отбойке часть кусков получается размером в 1—2 м и более. Крупные куски требуется дополнительно измельчать в выемочном блоке (т. е. осуществлять вторичное дробление руды) до максимально допустимого размера по условию транспортабельности, называемого габаритным или кондиционным размером кусков руды.
Габаритный размер кусков зависит от поперечных размеров выработок, типов и размеров оборудования для доставки, транспортирования и подъема руды, наличия или отсутствия подземной дробильной установки перед скиповым подъемом и т. п. Выбирают габаритный размер кусков совместно с элементами и параметрами технологии, от которых он зависит.
Поэтому целесообразно выявить общие требования к производственным процессам, вытекающим из их взаимосвязи через габаритный размер кусков.
Габаритный (кондиционный) размер кусков руды. Отбитая руда при перемещении ее проходит, например, через перепускные выработки в выемочном блоке, размещается в рабочем органе погрузочной машины, в скреперном ковше, на питателе или конвейере, пропускается через люк, размещается в вагоне, проходит через капитальный рудоспуск, бункер и дозирующее устройство (питатели и затворы) скипового подъема, размещается в скипе.
Минимально допустимое отношение ширины выпускной выработки к поперечному размеру куска руды изменяется приблизительно от 1,8:1 до 5:1, Меньшие величины относятся к легкодоступным местам горных выработок, в которых затор ликвидировать легко и пропускная способность которых не лимитирует производительности рудника в целом или крупных его участков. Значения от 4:1 и выше относятся к особенно ответственным и труднодоступным местам, например к капитальным рудоспускам, Размеры выработок в сечении обычно выбираются такие, какие необходимы при данном габарите кусков, и потому не являются ограничительным фактором.
Выделим ограничения с точки зрения подъема руды. Скиповой подъем возможен при крупности кусков не более 400, максимум 500 мм (по условию работы дозаторов и допустимого износа скипов под ударами падающей руды). На многих шахтах перед поступлением руды в загрузочный бункер скипов ее измельчают примерно до минус 200 мм в дробилках, которые принимают куски крупностью до 900—1500 мм. Это позволяет увеличить габарит кусков до любой величины, приемлемой по остальным факторам, увеличить грузоподъемность скипов от 15—20 до 50—100 т и полностью автоматизировать подъем. С другой стороны, оборудование подземных дробильных установок связано со значительными расходами. Для рудников большой производительности указанные достоинства применения подземных дробильных установок особенно важны, а недостатки менее существенны. Поэтому при скиповом подъеме крепкой руды подземные дробилки применяют на большинстве крупных рудников, реже на рудниках средней производительности (около 1 млн. т/год).
При вскрытии штольней или при перепуске руды с нескольких этажей на один горизонт подают руду в глубокие (120— 300 м и более) рудоспуски, в которых, если обеспечено свободное падение руды на высоту 70—100 м и более, большинство крупных кусков при падении разбивается. В этом случае с точки зрения выдачи руды также можно увеличить кондиционный кусок до значительных размеров.
При разработке маломощных жил максимальный размер кусков ограничивается тем, что в узких магазинах (камерах или блоках, заполненных отбитой рудой) крупные глыбы застревают и образуют своды, опасные для бурильщиков, находящихся на поверхности магазина.
Большой размер кусков может снизить производительность погрузочных машин в связи с трудностью зачерпывания, а также увеличивает износ рабочих органов и шин этих машин, полотна питателей и конвейеров и т. п.
Максимально допустимый размер кусков, на который рассчитаны перепускные выработки, погрузочно-доставочные и транспортные средства и все остальное оборудование, является габаритным (кондиционным) размером. Он изменяется от 200 до 1000 мм и более. Меньшие значения (200—300 мм) относятся только к разработке тонких залежей, где руду мелко дробят, а оборудование имеет небольшие размеры. На мощных месторождениях габарит куска составляет 400—500 мм при скиповом подъеме без подземной дробильной установки, а в остальных случаях 800—1000 мм, а на отдельных рудниках — до 1200—1500 мм.
Имеется пока нетипичный пример увеличения габарита до 2 м на алмазном руднике «Премиер» (Южная Африка); более крупные куски поступают из блока в молотковую дробилку, где разрушаются до минус 500 мм.
Негабарит. Так называют куски руды, размер которых больше габаритного и которые поэтому должны подвергаться вторичному дроблению.
Отношение массы негабарита к массе всей отбитой руды принято называть выходом негабарита (в процентах).
Выход негабарита, помимо горно-геологических условий, зависит от метода и параметров отбойки и, конечно, от установленного габарита.
Вторичное дробление крепких и средней мощности руд осуществляется преимущественно взрывным способом в течение рабочей смены. Воздух запыляетея и загазовывается, в связи с чем оборудование простаивает до 50—70 % времени смены, соответственно снижается производительность забоев и концентрация работ. Работы по взрыванию крупных кусков, зависших в горловинах выпускных выработок, наименее безопасны. Если взрывают негабарит в выработках, выходящих на горизонт откатки, то разрушаются кабельные линии и практически исключается возможность полной автоматизации работы транспорта. Таким образом, наличие негабарита отрицательно сказывается на работе шахты.
Уже многие десятилетия стремятся исключить выход негабарита. Для этого идут по двум встречным направлениям.
Первое: улучшение дробления руды при отбойке. Второе, встречное, направление: увеличение габарита кусков руды на базе необходимых для этого технических мероприятии, включая сооружение подземных дробильных установок — как перед скиповым и конвейерным подъемом, так и участковых.
В общем случае увеличение удельного расхода BB при отбойке q1 снижает выход негабарита, что в свою очередь уменьшает удельный расход BB на вторичное дробление q2 (рис. IV.4).
Требования к производственным процессам с точки зрения габарита кусков руды

Снижение q2 до нуля характерно главным образом для отбойки шпурами, а также скважинами уменьшенного диаметра (менее 90 мм) и ограниченной глубины (до 10—15 м). Ho при отбойке скважинами большой глубины или большого диаметра снижается обычно лишь до известного предела (см. рис. IV.4, кривая II), после которого дальнейшее увеличение не дает положительного эффекта, а иногда даже и увеличивает Объясняется это следующим. Остаются неразрушенными рудные участки в интервалах между трещинами. Причем с повышением удельного расхода BB на отбойку возрастает трещиноватость невзорванного массива. Из-за этого и в связи с горным давлением часть пробуренных скважин приходит в негодность. Скважины при бурении искривляются, особенно при малом диаметре (отклонение до 12—15%), в результате расстояние между ними местами увеличивается против расчетной величины. В крепких рудах в случае отбойки скважинами большого диаметра наименьшее значение q2 достигается обычно при g1 = 1,8—2,2 кг/м3.
В большинстве случаев наиболее выгоден такой удельный расход BB на отбойку, при котором равно нулю или имеет минимально возможное для данных условий значение. Объясняется это тем, что на основной части нисходящего участка кривой q2 (а—б) (см. рис. IV.4) q1q2≈const. Следовательно, на этом участке повышение на какую-то величину примерно настолько же снижает q2, что дает увеличенную экономию по сравнению с дополнительными затратами на отбойку. При очень крепкой руде, в которой еще не удалось достичь высокой производительности бурения взрывных скважин, приходится в виде исключения допускать увеличенный объем вторичного дробления против минимально возможного объема.
Что касается увеличения габарита кусков руды, то для этого повышают размеры, мощность и прочность оборудования на доставке и транспорте, устанавливают дробилку перед скиповым стволом и т. п. С увеличением габарита от 400 до 800—1000 мм на ряде рудников выход негабарита сократился в 15—20 раз, это удешевило добычу и позволило окупить за 2—4 года дополнительные капитальные затраты, потребовавшиеся для увеличения кондиционного размера кусков.
Возможности улучшения дробления при отбойке и увеличение кондиционного куска обоих указанных направлений расширяются по мере совершенствования техники и технологии горных работ, но в обозримом будущем при скважинной отбойке крепких руд в большинстве случаев какая-то часть кусков будет иметь негабаритные размеры, и на это приходится ориентироваться.