 |
Выпуск руды через одиночное отверстие
|
|
|
|
Выпуск руды под налегающими обрушенными породами.
Теория выпуска разработана преимущественно советскими учеными. Исследования велись в основном на предметных моделях с контрольными натурными замерами (Минаев, Малахов, Именитов, Дубынин и др.).
Основные показатели выпуска
При выпуске первоначально выходит чистая руда, затем появляется и постепенно возрастает примесь пустых пород.
Выпуск из каждого отверстия заканчивают тогда, когда разубоживание достигает наибольшей экономически допустимой величины (в дозе выпуска).
Предельное разубоживание в последней дозе:
Где а – содержание металла в руде;
с min - промминимум;
k – поправочный коэффициент (< 1), учитывающий снижение промминимума в дозе. Принимается 0,6-1,0 – меньшие значения относятся к богатой руде.
Предельное засорение в последней дозе выпуска
Где b – содержание металла в породах, засоряющих руду.
Чем дольше не прекращать выпуск, тем больше будет разубоживание и
меньше потери руды.
Приближенно можно считать, что при
n=nmin 
p=pmin 
Где (1-kчр) - часть руды остающаяся в блоке к началу разубоживания.
Зная n+p, можно найти потери, задавшись разубоживанием, и наоборот.
При ценной руде и минерализованных вмещающих породах минимальными должны быть потери, а разубоживание – таким, которое необходимо для минимальных потерь т.е.
n=nmin 
При бедной руде и пустых вмещающих породах минимальным должно быть разубоживание, а потери такими, которые возможны при небольшом разубоживании, т. е.
p=pmin 
Сыпучие свойства отбитой руды и обрушенных пород
Отбитая руда представляет собой сыпучее тело, т. е. совокупность однородных твердых частиц очень малого размера по сравнению с общим размером тела; прочность связей между частицами несоизмеримо меньше прочности материала частиц.
|
|
|
В т. н. идеальных сыпучих телах взаимодействие обуславливается только силами трения.
В отличие от них связно-сыпучие тела имеют также и силы сцепления, т. е. молекулярные связи на контактах между частицами.
Частицы горных пород крупностью более 5 мм практически не имеют сцепления. При наличии мелкой руды и влаги появляются силы сцепления. Под давлением мелкие фракции постепенно уплотняются, слеживаются и силы сцепления возрастают.
Особенно склонны к слеживанию т. н. пылеватые (менее 0,05 мм) и глинистые (менее 0,005 мм) частицы. При содержании пылеватых и глинистых частиц более 25% и влаги от 5 до 20% отбитая руда начинает вести себя как массив.
Выпуск руды через одиночное отверстие
Фигурой выпуска или истечения руды называют тот объем и по форме своей и по размерам, который первоначально занимала в очистном пространств выпущенная из него руда.
Истечение через одиночное отверстие происходит из объемов, напоминающих по форме эллипсоиды вращения с вытянутой вертикальной осью. Их называют эллипсоидами выпуска. Отношение размеров вертикальной оси к горизонтальной называют коэффициентом вытянутости эллипсоида. Коэффициент вытянутости эллипсоида возрастает с увеличением сил трения и особенно сцепления, а также с увеличением объема эллипсоида.
Геометрические описания базируются на эмпирических данных. По формуле В.В. Куликова для одиночного отверстия круглой или квадратной формы с поперечным размером до 1,5-2,0 м.
Где - коэффициент вытянутости эллипсоида
Н – высота эллипсоида, м;
D – диаметр (наибольший горизонтальный), м;
m – эмпирический коэффициент, зависящий от сыпучих свойств руды, м-1. Для крепкой руды – 0,4-0,5 м-1 при нормальном разрыхлении (Кр=1,3-1,4), 0,55-0,65 м-1 – умеренном разрыхлении (Кр≈1,2) и 0,9-1,0 м-1 при сильно уплотненной руде (Кр=1,1-1,15). Для руд средней крепости m составляет от 1,2 при нормальном разрыхлении до 1,7 при умеренном разрыхлении.
|
|
|
Из приведенной формулы следует, что
а объем
или
Освобождающееся от руды пространство заполняется другими частицами из окрестностей эллипсоида выпуска, за счет чего в определенной зоне происходит вторичное разрыхление.
Форма объема зоны вторичного разрыхления подобна эллипсоиду выпуска, и получила название эллипсоида разрыхления.
Объемы выпуска Vв и разрыхления Vр и коэффициент вторичного разрыхления kр’ находятся в соотношении
или
где kр1 – коэффициент разрыхления руды до выпуска;
kр2 - то же, после выпуска в зоне вторичного разрыхления.
В процессе выпуска постоянно образовывается и тут же разрушается свод динамического равновесия – происходит пульсация потока руды.
Для кусковатых руд kр1 = 1,3 - 1,4; kр2 =1,45 - 1,55; kр’ =1,07 - 1,1; Vр =(10-15) Vв
Для уплотненной руды kр1 = 1,2; kр2 =1,45; kр’ =1,2; Vр ≈5 Vв
Поверхность контакта руды начинает прогибаться тогда, когда ее достигнет эллипсоид разрыхления. Далее прогиб увеличивается и образуется т. н. воронка внедрения. Эта воронка нижним своим концом достигнет выпускного отверстия, когда первоначального положения поверхности руды коснется эллипсоид выпуска. С этого момента выпускают разубоженную руду. Дальше воронка расширяется, возрастает количество пустой породы в дозе выпуска, и в определенный момент разубоживание достигнет предела и выпуск придется прекратить.
|
|
|
