книги / Управление качеством руд при добыче

121

Рис. 9.1. Классификация способов управления качеством руд при подземной добыче

121

Комплекс мероприятий по разделению рудопотоков требует больших затрат по следующим направлениям:

–строительство специализированных для выдачи различных сортов руды горных выработок (стволов, капитальных, блоковых рудоспусков и др.);

–строительство дополнительных транспортных линий (выработок и коммуникаций);

–строительство разделительных ячеистых бункеров и других сооружений.

Отрицательно сказывается на экономике предприятия применение дорогостоящих или малопроизводительных систем разработки, а также дополнительные затраты для организации на горизонтах и поверхности раздельных рудопотоков и управления ими.

Комбинированный принцип. Сочетание усреднения и разделения рудопотоков, как правило, реализуется в управлении дозированием разносортной руды для получения шихты заданного обогатительной фабрикой качества.

Основные этапы (стадии) управления качеством руды.

Управление качеством руды ведется постадийно: 1) установление (обоснование) качества руды; 2) обеспечение качества руды; 3) поддержание (стабилизация) качества руды.

Установление (обоснование) качества руды – это определение требуемых покупателем и выгодных руднику качественных характеристик продукции рудника. Этот этап в большей мере выполняется на стадии геолого-разведочных и проектных работ и включает следующие операции:

–определение и обоснование кондиций на рудоминеральное

сырье;

–оценка запасов месторождений;

–выбор схем и средств управления качеством руды;

–выбор технологии и оборудования разработки месторож-

дения;

–выбор технологии и оборудования обогащения руды.

122

Обеспечение качества руды – это разработка и реализация комплекса требований к ведению горных работ и проведение мероприятий, позволяющих создать условия для соблюдения установленных регламентов качества руды. Разработка требований производится на стадии ведения строительства и эксплуатации горного предприятия, а их реализация является задачей горнотехнологического менеджмента (годовой, полугодовой или ежеквартальный проект горных работ и др.).

Поддержание (стабилизация) качества руды – это оперативное регулирование качества на базе усреднения или разделения рудопотоков на всей технологической цепочке добычи и отгрузки руды. Этот этап сопровождает эксплуатационные работы от пуска рудника до его санации. В общем процессе управления качеством руды он является решающим, наиболее протяженным во времени и имеющим постоянную обратную связь с двумя предыдущими.

Средства управления качеством руды. Различают техноло-

гические способы, технические средства и организационные методы управления качеством руды.

Технологические способы управления качеством рудопотока – это совокупность проектных, плановых и текущих (оперативных) решений, воплощаемых на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации горного предприятия, которая базируется на анализе, использовании либо устранении воздействия технологических факторов, определяющих качество руды. Среди последних выделим порядок отработки горизонта, размеры (запасы) блоков, системы разработки, процессы очистной выемки (отбойка руды, выпуск доставка руды и управление горным давлением).

Технические средства включают различные сооружения и оборудование, обеспечивающие возможность управления качеством руды:

– специализированные стволы под разные сорта руды (на руднике «Кируна» в Швеции для этих целей пройдено девять стволов);

123

–общие усреднительные и ячеистые разделительные бункеры, причем чем больше объем бункера, тем больше эффект усреднения (на руднике «Гигант» в Кривбассе было построено четыре подземных бункера: для породы, мартеновской, рядовой и разубоженной руды; на руднике «Кируна» созданы бункеры для девяти сортов руды);

–капитальные и блоковые рудоспуски для руд с разным содержанием полезных компонентов;

–усреднительные склады, штабели и машины;

–системы компьютерного управления внутришахтным транспортом.

Организационные методы позволяют на стадиях планирования и оперативного управления горными работами проводить текущее регулирование качества рудопотоков с помощью следующих мероприятий:

–деконцентрации горных работ, т.е. увеличения количества забоев, блоков, панелей, горизонтов и др.;

–изменения производительности очистных блоков (объемов отгрузки руды);

–мобильного изменения кондиций, отвечающего динамике конъюнктуры рынка;

–управления рудопотоками на базе экономико-математи- ческого моделирования с помощью ЭВМ.

124

10.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ДОБЫЧИ

СПРЕДКОНЦЕНТРАЦИЕЙ РУДНОЙ МАССЫ

Систематизация технологических схем рудничной предконцентрации рудной массы (табл. 10.1) базируется на следующих признаках:

–крупность кусков или порций сепарируемой рудной массы;

–местоположение в технологической схеме рудника пункта (целого комплекса) предконцентрации;

Таблица 10.1

Систематизация технологических схем

рудничной предконцентрации рудной массы

№

Классифика-

Обоз-

Характеристики и индексы технологической схемы

п/п

ционные

наче-

признаки

ние

1

Размерпор-

П

Крупнопор-

Среднепорци-

Мелкопорци-

Покусковая

цииикусков

ционная

онная

онная

L = –300 + 40 мм

рудноймассы

Q > 5–20 т

Q = 0,1–5 т

Q = 50–100 кг

(П-4)

(П-1)

(П-2)

(П-3)

2

Местораз-

М

Призабойная

Участ-

Погоризонтная

Около-

Поверхно-

мещения

(М-1)

ковая

(М-3)

ствольная

стная

узловпред-

(М-2)

(М-4)

(М-5)

концентрации

3

Кусковато-

К

Крупнокусковая

Среднекусковая

Мелкокусковая

сти рудной

D > 300 мм (К-1)

300 > D > 150 мм

D > 150 мм (К-3)

массы

(К-2)

4

Тип обору-

О

ПДМ, сред-

ПДМ,

средст-

Сепараторы

Сепараторы

дования

ства транс-

ва транспорта,

порционные,

покусковой,

порта, грохо-

аппар. кон-

грохоты, пита-

грохоты, дро-

ты (О-1)

троля качества

тели (О-3)

билки, питате-

(О-2)

ли (О-4)

5

Состав рудо-

Р

Без подготовки

С разделением на

С разделением

подготови-

рудной массы

классы крупности,

на классы крупности

тельных

(Р-1)

без отмывки руд-

и с отмывкой рудной

операций

ной массы (Р-2)

массы (Р-3)

6

Способ

У

В вырабо-

С

созданием

В отработанных

На поверхност-

утилизации

танном про-

магазинов и

камерах для

ных складах

отходов

странстве в

других вре-

подземного

некондицион-

качестве

менных хра-

выщелачивания

ной руды, в т.ч.

закладочного

нилищ (У-2)

(У-3)

для кучного

материала

выщелачивания

(У-1)

(У-4)

125

– основные технологические характеристики рудника, влияющие натехнологиюпредконцентрации.

В классификации учтены наиболее значимые признаки. Основные технологические характеристики рудника, такие как система разработки, способ вскрытия, общая технологическая схема рудника и др., учтены в классификации косвенными признаками (типом и мощностью горного оборудования, составом производственных процессов добычных работ, условиями для утилизации минеральных отходов, кусковатостью рудной массы). Влияние технологии горных работ на технологическую схему предконцентрации достаточно четко видно на рис. 10.1, где показан основной комплекс добычных работ с призабойной и участковой предконцентрацией рудной массы.

Рис. 10.1. Технологическая схема рудника с призабойной и участковой селекцией рудной массы с последующей утилизацией отходов в выработанное пространство

Понятно, что такая технологическая схема возможна только при системах разработки с открытым очистным пространством, с закладкой, магазинированием либо с камерной выемкой (выемка рудной массы 3 ведется в камерах 1). Причем для утилизации отхо-

126

дов рудоконцентрации необходимы такие способы и параметры вскрытия, при которых стало бы возможным создание обратных грузопотоков (некондиционной рудной массы и пустых пород). При этом и система разработки, и способ вскрытия должны обеспечивать на будущее технологические возможности при минимуме затрат для доступа и вторичной разработки или химической переработки этих техногенных запасов. Согласно данной технологической схеме предконцентрат 4 и 6 поднимается на поверхность, а некондиционные отходы 5 закладываются в отработанные камеры 2. Соответственно должна быть полная конструктивная и организационная увязка технологий добычи и рудоконцентрации. При системах с обрушением налегающих горных пород возможностей для подземнойутилизации горных породсущественно меньше.

Определенное сочетание классификационных признаков (см. табл. 10.1) предопределяет конкретную технологическую схему с характерными для нее показателями. Так, аббревиатура П2-М1-К1-02-Р1-УЗ означает технологическую схему – среднепорционную, призабойную с применением ковшовой погрузочнодоставочной машины (ПДМ) и средств оперативной идентификации качества крупнокусковой рудной массы, которая не подвергается предварительному дроблению и грохочению; отходы предконцентрации складируются в выработанных камерах и подлежат в дальнейшем подземному выщелачиванию.

Далее рассмотрены основные варианты технологических схем рудоконцентрации, адаптированных к технологии горнодобываюшего производства.

10.1.Технологические схемы добычи

скрупнопорционной (А-1) и среднепорционной (А-2) предконцентрацией рудной массы

К таким схемам относятся сравнительно простые технологические схемы, в которых используется в основном обычное добычное оборудование с внесением в организацию его работы некоторых дополнительных функций. Осуществляемый при этом

127

процесс, по аналогии с ручной операцией, называется породоотборкой либо рудоотборкой. Нередко его также называют рудосортировкой, что не совсем правильно, поскольку «сортировка» – это разделение продукта по сортам и, следовательно, рудосортировка представляет собой комплекс работ (операций) по разделению исходной массы на типы и сорта руды. Выполняется рудосортировка при наличии нескольких потребителей с разными требованиями к руде или при необходимости переработки нескольких типосортов руды на одной обогатительной фабрике, но с неодинаковыми технологиями. В учебнике термин «рудосортировка» применяется в соответствии с его сущностью.

Возможные варианты сочетания оборудования при крупно- и среднепорционном разделении рудной массы представлены в виде блок-схемы (рис. 10.2). При этом возможно несколько сочетаний доставочно-транспортного оборудования с рудоконтролирующей станцией (РКС), оснащенной рентгенорадиометрической аппаратурой. Наиболее простой является технологическая схема, состоящая из ПДМ и РКС. При относительно большой дальности доставки в технологическую схему дополнительно подключаются средства рудничного транспорта. Будучи наиболее простыми и соответственно наименее затратными, крупно- и среднепорционные технологии «создают» относительно наименьший эффект разделения рудной массы, что уже отмечалось выше.

Вместе с тем технологические схемы этого класса применяются в практике горнодобываюших предприятий относительно часто, что говорит, с одной стороны, об актуальности проблемы повышения содержания металлов в добытой рудной массе, а с другой – о несовершенстве существующих в рудниках технологий предконцентрации (рудосортировки) и необходимости их совершенствования.

Основное предназначение крупно- и среднепорционных технологических схем рудоконцентрации – это внутризабойное и внутриучастковое разделение рудной массы. Принципиальные конструк-

128

ции технологических схем этого класса представлены на рис. 10.3. Эта технологическая схема может быть усовершенствована при размещении рентгенорадиометрических датчиков на ковше ПДМ с выведением в кабину машиниста двухцветного индикатора (зеленого – «руда» и красного – «порода»). Конечно, с расположением РКС в специальной камере обеспечиваются относительно лучшие условия для применения в технологии более мощных излучений с созданием более глубокого проникновения в рудную массу γ-лучей. У этой технологической схемы возможны и другие варианты, например, с созданием (вместо вертикальных выработок) промежуточных штабелей обогащеннойинекондиционнойрудноймассы.

а

б

Рис. 10.2. Технологические средства и порядок выполнения операций при способах предконцентрации: а – крупно-

исреднепорционные; б – мелкопорционная

Втехнологические схемы на рис. 10.3, б, в, в отличие от схемы на рис. 10.3, а, дополнительно включены автосамосвалы, что имеет смысл при увеличенном расстоянии доставки. Технологические

129

схемы на рис. 10.3, г, д отличаются от предыдущих тем, что опробование рудной массы производится не в ковше ПДМ, а в кузовах автосамосвалов и вагонов. Это повышает интенсивность горных работ, но соответственно снижает эффективностьрудоразделения.

Рис. 10.3. Технологическиесхемы: а, б, в– среднепорционныеспоковшовым разделением и автомобильной доставкой; г, д – крупнопорционные с помашинным и повагонным разделением; 1 – рудная масса; 2 – ковш ПДМ; 3 – анализатор качества руды; 4 – грузопоток предконцентрата; 5 – грузопоток некондиционной массы; 6 – автосамосвал; 7 – вагон;

8 – пункты разгрузки вагонов

10.2.Технологические схемы

смелкопорционной сортировкой (А-3)

Технической базой формирования такого типа технологических схем являются специальные мелкопорционные сепараторы, способные нормально функционировать в условиях рудника. Пока на практике нет действующих машин такого типа. Имеются лишь

130