Вторичное дробление руды

23.09.2020

При отбойке буровзрывными работами гранулометрический состав руды бывает весьма разнообразен, и, как правило, отбитая руда содержит то или иное количество крупных кусков, которые должны быть раздроблены до необходимых, принятых на руднике, размеров. Гранулометрический состав отбитой руды зависит от принятых параметров буро-взрывных работ и физико-механических свойств руды.

Образование больших кусков устраняет большое переизмельчение основной массы руды, вызывающее при добыче необогащаемых руд необходимость окускования мелочи перед металлургическим переделом и значительно сокращает объем буровых работ и расход ВВ. Наряду с этим выпуск руды в больших кусках создает осложнения из-за заторов и образования сводов при разработке маломощных месторождений и возможен только при увеличении поперечного сечения рудоспускных выработок, применении, безлюкового выпуска или изменении конструкции люковых устройств.

Выпуск руды в крупных кусках (размером более 300—400 мм) возможен также при использовании большегрузных вагонеток, тяжелых электровозов, мощных скреперных установок на горизонте вторичного дробления или мощных погрузочных машин и экскаваторов при выпуске руды на горизонт откатки, а также при выдаче руды из забоев, если угол падения рудного тела небольшой. При этом целесообразна установка подземных дробилок для создания благоприятных условий подъема руды на поверхность скипами и конвейерами или применение большегрузных самосвалов и самоходных вагонеток, транспортирующих руду до дробильно-сортировочных отделений обогатительных фабрик.

В результате выпуска руды или ее выдачи из забоев в крупных кусках возможно значительное снижение расходов на вторичное дробление.

Наибольший кусок руды, на который рассчитаны рудоспуски, люки, вагонетки и все остальное оборудование, называют кондиционным куском. Выход негабарита, т. е. количество (в процентах) кусков руды с размерами выше кондиционных, можно определять непосредственными замерами (обычно при экспериментальных работах) и по удельному расходу BB на вторичное дробление. Выход негабарита
Вторичное дробление руды

где q — удельный расход BB на вторичное дробление негабаритной руды, отнесенный к 1 т выданной руды;

qср — средний удельный расход BB на вторичное дробление негабаритных кусков, отнесенный к 1 т негабаритной руды.

Величина кондиционного куска устанавливается при проектировании рудника в зависимости от указанных выше факторов и учета условий переработки руды. При буро-взрывных работах необходимо учитывать величину кондиционного куска, чтобы объем работ по вторичному дроблению был минимальным.

На многих рудниках размер кондиционного куска составляет 300—400 мм, а при массовой отбойке крепких руд увеличивается до 500—600 мм. На зарубежных рудниках большой производительности, применяющих мощное погрузочное и транспортное оборудование, составляет 700—800 мм и более.

Положительный опыт ряда рудников показывает, что целесообразно принимать, особенно на крупных рудниках, повышенный размер кондиционного куска в условиях применения высокопроизводительных систем разработки с массовой отбойкой крепких руд. При этом должны быть использованы большегрузные вагонетки (грузоподъемностью 10—25 т), тяжелые электровозы (сцепной вес 14—20 т и более) и подземные дробилки с большим размером загрузочного отверстия при выдаче руды на поверхность шахтными подъемниками или конвейерами.

Вторичное дробление разделяется на две стадии:

1) дробление больших кусков и ликвидация зависаний руды в дучках;

2) дробление негабаритных кусков, прошедших через выпускные отверстия на горизонт выпуска в скреперные выработки, грохотные камеры и погрузочные выработки (при совмещении горизонтов выпуска и откатки).

Вторичное дробление и ликвидацию зависаний в выпускных отверстиях производят взрыванием фугасов BB (обычно весом 1,5—3 кг), устанавливаемых на шестах длиной 3—5 м. Частота установки фугасов зависит от физико-механических свойств руды, качества первичного дробления руды при ее отбойке и сечений перепускных выработок. Известно использование для ликвидации зависаний высоконапорной струи воды с помощью гидромониторов. Вторичное дробление руды, поступившей на горизонт выпуска, производится с помощью взрывчатых веществ; специальными пневматическими молотками (бутобоями); механическими дробилками; вручную — тяжелыми молотками (балдами) и специальными методами.

Наибольшим распространением на отечественных рудниках пользуется способ дробления с помощью взрывчатых веществ. Бутобой пока применяются лишь на некоторых рудниках. Подземные дробилки широко используют на зарубежных рудниках, а за последние годы большое применение они получили и в отечественной промышленности.

Вторичное дробление руды взрывчатыми веществами является выборочным и его производят накладными зарядами и зарядами размещаемыми в коротких специально выбуренных шпурах. Достоинство этого способа в простоте осуществления, так как нет необходимости в бурении шпуров, а недостаток — повышенный расход ВВ.

Обычно накладными зарядами производят дробление больших кусков трещиноватой и хрупкой руды, в то время как при монолитных рудах применяют часто дробление шпуровыми зарядами. Величина накладного заряда BB

где qв — удельный расход BB, кг/м3 (табл. 8);

V — объем куска, м3.

Удельный вес затрат труда на вторичное дробление в общем балансе затрат труда на очистную выемку изменяется в зависимости от способа отбойки и физико-механических свойств руды. Так, удельный вес затрат труда на вторичное дробление и выпуск руды (без погрузки в вагонетки) в общем балансе всех затрат на очистную выемку при системах разработки подэтажными штреками (ортами) и подэтажном обрушении изменяется в пределах от 29—37% до 40—48%.

Расход BB па вторичное дробление руды повышается с увеличением крепости руды. При одинаковой крепости руды наименьший расход BB при нарезных работах (подсечка, проходка разрезных щелей). При мелкошпуровой отбойке взрывчатых веществ расходуется меньше, чем при отбойке ее глубокими скважинами. В среднем соотношение удельного расхода BB на отбойку и вторичное дробление в месторождениях средней ч большой мощности (при f от 3—5 до 12 ) изменяется:

Для снижения объема вторичного дробления устанавливают дробилки в специальных камерах вблизи приемного бункера и на

выемочных участках, что резко повышает пропускную способность

горизонтов выпуска в блоках вследствие исключения на них процесса вторичного дробления руды с помощью взрывчатых веществ и значительно повышает производительность труда на одного забойного рабочего. Затраты па вторичное дробление снижаются по сравнению с взрывным способом на 50—70%. Повышается производительность скипового и конвейерного подъема руды и создаются благоприятные условия для его автоматизации. Значительно улучшаются условия труда подземных рабочих, в особенности обслуживающих горизонты выпуска в блоках, в связи с резким снижением запыленности и загазованности рудничной атмосферы, имеющими место при дроблении руды с помощью ВВ. Однако при существующих конструкциях днищ блоков не исключена необходимость дробления больших кусков и ликвидации зависаний руды в выпускных дучках.

Дробильные установки наиболее часто комплектуются для одной стадии дробления. Чаще всего применяются щековые дробилки с загрузочным отверстием от 600x900 до 1500x2000 мм. Размер дробилок принимают соответственно установленной кондиции крупности кусков руды, поэтому производительность их обычно значительно превышает производительность рудника, что считается экономически оправданным. Для спуска дробилок по шахтным стволам, имеющим ограниченные сечения, изготавливают разборные дробилки.

Часто применяют предварительное грохочение руды с помощью неподвижных и вибрационных грохотов, что существенно увеличивает пропускную способность дробилок. Вибрационные грохоты служат одновременно и питателями.

Дробильные установки обычно обслуживают ряд горизонтов, что увеличивает срок службы и значительно снижает капитальные затраты по руднику на устройство дробильных камер, бункеров и их оборудование. При этом подача руды производится по системе рудоперепускных восстающих непосредственно к дробилке или в бункер, расположенный над дробилкой. Для бесперебойной работы принимают большой резерв аккумулирующей емкости рудоперепускной системы и бункеров исходной руды (от 8—10 час до одних суток и более производительности дробильных установок).

Питание дробилок рудой из рудоперепускных восстающих или бункеров осуществляют с помощью механических питателей — пластинчатых, цепных или вибрационных. Дробленая руда поступает в бункер, расположенный под дробильной установкой, а из бункера посредством дозаторного устройства в скип вибрационного питателя на подъемные конвейеры.

Подземные дробильные установки имеют, как правило, герметизироваyные камеры с пылеулавливающими устройствами из всасывающих вентиляторов и фильтров.

Специальные методы вторичного дробления. В связи с недостатками вторичного дробления с помощью BB разрабатываются новые способы:

1) термический — с использованием тепловых напряжений, возникающих в результате создания в куске значительной разности температур при помощи сжигания термита, нагрева переменным электрическим или магнитным полем и реактивными горелками;

2) физический — путем разрушения негабаритных кусков электрогидравлическим ударом.

Область эффективного применения вторичного дробления термическими способами несколько ограничена кварцсодержащими породами, а также породами, обладающими слоистой и трещиноватой структурой, которые интенсивно разрушаются от воздействия тепловых напряжений. Применение термических способов разрушения негабарита в подземных условиях не вышло еще из стадии экспериментальных работ.

Физический способ вторичного дробления основан на электрогидравлическом эффекте — явлении, возникающем при электролитическом пробое жидкости (в том числе и воды) высоковольтным импульсным разрядом, имеющим крутой фронт и малую длительность протекания. При этом происходит преобразование электрической энергии в механическую с достаточно большим коэффициентом полезного действия и возникновением огромных (до 1 млн. квт) мгновенных мощностей.

При электрогидравлическом эффекте в жидкости возникают значительные по своему объему полости вакуума вследствие того, что вода практически почти не сжимаема. В результате возникают гидравлические удары огромной силы и наряду с ними ультразвуковые явления. Частота гидравлических ударов составляет от 10—15 до 150 и более в секунду. Изыскания в области электрогидравлического эффекта продолжаются.

Вторичное дробление в пределах выемочных блоков производят непосредственно в очистном забое или в специальных выработках.

Применение вторичного дробления в очистном забое ограничивается в основном системами, при которых рабочие находятся в очистных работах и производительность забоев незначительна. В этом случае вторичное дробление применяется при мелкошпуровой отбойке, когда слой одновременно отбитой руды невелик и отбитые крупные куски могут быть легко обнаружены, а также при условии безопасного доступа к отбитой руде.

При большом объеме работ по вторичному дроблению, а также в тех случаях, когда дробление руды в забое по тем или иным причинам производить нельзя, применяют специальные выработки для дробления некондиционных кусков руды. В этих выработках, если они расположены над откаточным горизонтом, отбитая руда пропускается в люки на откаточном горизонте через решетки с ячейками, соответствующими размерам принятого кондиционного куска. Куски крупных размеров, не проходящие через решетки, подвергаются дроблению на решетках грохотных камер или на почве скреперных выработок и на почве погрузочных выработок — при совмещении горизонтов выпуска и откатки.

Вторичное дробление руды в специальных выработках осуществляют на полках под рудоспусками (так называемые «китайские полки») в изолированных камерах грохочения, расположенных непосредственно в кровле откаточных выработок; в специальных камерах грохочения, расположенных. в надштрековом целике; в скреперных выработках, а также в погрузочных выработках на горизонте откатки. Дробление руды под рудоспусками (на китайских полках) применяется при отбойке очень крепких руд лишь в забоях небольшой производительности при разработке маломощных залежей.

Для создания поточной технологии подземной добычи необходимо, чтобы первичная отбойка давала руду такой кусковатости, которая обеспечит беспрепятственный выпуск руды и исключит из производственного цикла процесс вторичного дробления. При добыче крепких руд в соответствующих условиях целесообразно идти на переизмельчение, в особенности при добыче обогащаемых руд, которые должны подвергаться на фабриках топкому измельчению для раскрытия зерен полезных минералов.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна