Комбинированные процессы переработки минерального сырья: теория и практика

МИР ГОРНОЙ КНИГИ

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
Горного информационноаналитического
бюллетеня
Главный редактор
Л.Х. ГИТИС – Издательство «ГОРНАЯ КНИГА»
Члены редколлегии
– МГИ НИТУ «МИСиС»
А.А. АБРАМОВ
В.Н. АМИНОВ – Петрозаводский ГУ
– МГИ НИТУ «МИСиС»
В.А. АТРУШКЕВИЧ
А.А. БАРЯХ – ГИ УрО РАН
– Издательство «ГОРНАЯ КНИГА»
Н.А. ГОЛУБЦОВ
– Издательство «ГОРНАЯ КНИГА»
Е.В. ДМИТРИЕВА
А.Б. ЖАБИН – Тульский ГУ
В.Н. ЗАХАРОВ – ИПКОН РАН
Д.Р. КАПЛУНОВ – ИПКОН РАН
В.А. КОВАЛЁВ – КузГТУ
М.В. КУРЛЕНЯ – ИГД СО РАН
А.Б. МАКАРОВ – РГГРУ
В.Н. ОПАРИН – ИГД СО РАН
В.Л. ПЕТРОВ – МГИ НИТУ «МИСиС»
И.Ю. РАССКАЗОВ – ИГД ДВО РАН
В.Л. ШКУРАТНИК – МГИ НИТУ «МИСиС»
С.А. ЭПШТЕЙН – МГИ НИТУ «МИСиС»

ИНФОРМАЦИОННОАНАЛИТИЧЕСКИЙ
БЮЛЛЕТЕНЬ
(НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ)
MINING INFORMATIONAL
AND ANALYTICAL
BULLETIN
(SCIENTIFIC AND TECHNICAL JOURNAL)
КОМБИНИРОВАННЫЕ
ПРОЦЕССЫ ПЕРЕРАБОТКИ
МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ:
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
СПЕЦИАЛЬНЫЙ
В Ы П У С К 1 9
2015

УДК 622
ББК 33
К55
Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям книжным
для взрослых» СанПиН 1.2.1253-03, утвержденным Главным государственным
врачом России 30 марта 2003 г. (ОСТ 29.124-94). Санисанитарным
тарно-эпидемиологическое заключение Федеральной службы по надзору в
сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
77.99.60.953.
№
Д.014367.12.14
К55
Комбинированные процессы переработки минерального
сырья: теория и практика: Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал) Mining Informational
and anal tical bulletin scientific and ec nica journal .
2015.
y
(
t
h
l
)
№5
(специальный выпуск 19).
с.
М.: Издательство «Горная книга».
288
ISSN 0236-1493 (в пер.)
В сборнике опубликованы доклады участников Международной
научно-технической конференции «Комбинированные процессы
переработки минерального сырья: теория и практика» 19-20 мая
2015 г, посвящ нной 95-летию создания кафедры обогащения
ё
полезных ископаемых, представленные в секциях «Управление
качеством горной массы при добыче полезных ископаемых»,
«Процессы рудоподготовки и комплексной переработки минерального
сырья , «Процессы гидро- и пирометаллургии в обогащении полезных
»
ископаемых .
»
УДК 622
ББК 33
Коллектив
авторов, 2015
ISSN 0236-1493
Издательство «Горная книга», 2015
Издательство «Горная книга», 2015
Дизайн книги.

Материалы международной
научно-технической конференции,
посвященной 95-летию создания кафедры
«Обогащение полезных ископаемых»
19-20 мая 2015 г.
ИЗДАНИЕ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ
ПРИ СОДЕЙСТВИИ:
Министерства образования
и науки Российской Федерации,
задание №5.1284.2014/K
Российского фонда
фундаментальных исследований
по проекту №15-05-20270
Издательства Горная книга”,
“
Инвестиционного фонда
поддержки горного книгоиздания,
проект ГИАБ-1
2945
5

ИСТОРИЯ КАФЕДРЫ
ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
В 1916 г. Генрих Оттонович Чечотт организовал первую в России
обогатительную лабораторию, в которой испытывались руды на
обогатимость и проводились практические занятия со студентами.
Г.О. Чечотт создал научную школу по обогащению полезных ископаемых; он же был основателем и первым директором института
«Механобр». Кафедра обогащения полезных ископаемых и институт
«Механобр», по сути, являлись единым лидером в науке об обогащении полезных ископаемых. В 1920 г. в Горном институте была
учреждена первая в нашей стране кафедра обогащения полезных
ископаемых. В 1922 г состоялся первый выпуск инженеров.
обогатителей всего 8 человек. За время с момента образования
кафедры, было подготовлено свыше 3000 инженеров-обогатителей,
не только для нашей страны, но и для стран дальнего и ближнего
зарубежья (Алжира, Анголы, Афганистана, Болгарии, Бенина,
Вьетнама, Германии, Китая, Кубы, Монголии, Непала, Чехословакии, Украины, Белоруссии и др.). Кафедра вед т подготовку научноё
педагогических кадров через аспирантуру.
История кафедры обогащения полезных ископаемых свидетельствует о том, что настоящее и, вероятно, в значительной степени
будущее кафедры ОПИ определяется отношениям к традициям,
которые были созданы е
основателями и последующими поколеё
ниями горных инженеров обогатителей, избравшим главным делом
своей жизни профессию преподавателя. К числу основополагающих
традиций относятся: организация учебной работы в неразрывной
связи с научными исследованиями по актуальным вопросам обогащения полезных ископаемых и производства, интеграция в мировую науку, бережное отношение к ранее накопленным знаниям
и педагогическому опыту, их сохранение и передача новым поколениям преподавателей.

© Д.Н. Лигоцкий, 2015 
 
УДК 622.271.3 
 
Д.Н. Лигоцкий 
ОТРАБОТКА КОНТАКТНЫХ ЗОН,  
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРОМОЛОТОВ,  
ДЛЯ СНИЖЕНИЯ УРОВНЯ ПОТЕРЬ  
ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО 
О
Рассмотрены возможные схемы отработки контактных зон вскрышная порода – полезное ископаемое с применением гидромолотов и 
их влияние на потери полезного ископаемого. Приведено обоснование параметров влияющих на выбор гидромолота при отработке 
контактных зон. 
Ключевые слова: контактная зона, гидромолот, потери полезного ископаемого. 
 
 
 
т технологии добычных работ при разработке сложноструктурных месторождений во многом зависит 
качество добытой руды на карьере и такие основные показатели рационального использования запасов, как потери и засорение полезного ископаемого. 
Различные схемы постановки выемочно-погрузочного оборудования позволяют подобрать оптимальный вариант ведения 
горных работ. 
При разработке сильнотрещиноватых пород по схеме с 
верхней постановкой возможно самообрушение породы и, естественно, появляется необходимость дополнительного разрушения 
негабаритов. Затраты на дополнительные работы по разрушению 
оторвавшихся негабаритов следует рассматривать при расчете 
экономической эффективности данной технологии. 
При разработке особо ценных полезных ископаемых, когда высокий уровень потерь неприемлем, следует использовать 
схему ведения горных работ с верхней постановкой экскаватора и разбиением уступа на подуступы по 5—7,5 м [5]. 
Такая схема позволяет значительно снизить уровень эксплуатационных потерь при выемке руды, по данным исследований в 2,5-3 раза по сравнению с буровзрывной технологией. Это достигается за счет максимального приближения 
 
7 

угла уступа и угла падения залежи, что позволяет кинематика 
комплекса. 
Наличие такого фактора, как зона достижимости стрелы 
экскаватора позволяет увязать параметры машины и высоты 
уступа для соответствия с технической возможностью агрегата. 
Нижняя постановка экскаватора с гидромолотом позволяет вести более тщательную селективную выемку, благодаря 
значительно лучшему визуальному контролю. При данной схеме рудно-породные блоки следует отрабатывать последовательно. Блоки по руде или по вскрыше могут отрабатываться 
по традиционной технологии, с помощью БВР, а блоки включающие контакты вскрышных пород и полезного ископаемого с 
использованием гидромолотов [6]. 
Применение этой схемы рационально для крутопадающих залежей простого строения, где представляется возможным четко выделить рудно-породные блоки, причём породные блоки должны соответствовать принятой схеме ведения взрывных работ. 
Контактная зона «порода-руда» вместе с рудным блоком 
отрабатывается с помощью гидромолота. 
В обоих вариантах постановки целесообразно вести разработку с помощью подуступов, т.к. это обеспечивает лучший 
визуальный контроль над отрабатываемым контактом «породаруда». Также свои ограничения на высоту забоя накладывают 
параметры экскаватора и гидромолота. 
В любом из этих случаев процесс подготовки горной массы 
к выемке является непрерывным и высокопроизводительным. 
Применение представленных технологических схем ведет к повышению ряда качественных показателей добычи: 
снижению потерь за счёт раздельной отработки вскрышных 
пород и полезного ископаемого в контактных слоях «породаруда» одного блока; возможности селективной выемки различных сортов руды; улучшению качества продукции карьера за счёт отсутствия переизмельчения и создания систем 
микротрещин. 
Выемку и погрузку горной массы, подготовленной к выемке, можно осуществлять несколькими способами с учётом параметров и формы навала, а так же максимального использования погрузочных средств: 
1. погрузчиком с погрузкой в автомобильный транспорт; 
 
8 

2. экскаватором с погрузкой в автомобильный транспорт; 
3. тем же экскаватором, который осуществляет отбойку, 
при замене рабочего органа на ковш. 
Преимуществом первого способа является большая мобильность и автономность погрузчика. В этом случае выбор автотранспорта будет осуществляться из возможности верхней 
погрузки в него отбитой горной массы погрузчиком. Учитывая 
сменную производительность гидромолота, современный модельный ряд погрузчиков и время цикла погрузки в автотранспорт можно рекомендовать погрузчики с объёмом ковша до 10 
м3. Этот класс погрузчиков относится к строительным, но он 
будет полностью обеспечивать непрерывный режим работы в 
связке с гидромолотом. 
Второй и третий способ подразумевают, что экскаватору 
придется работать на уровне стояния. Учитывая толщину 
слоя отбитой породы в развале, необходимо будет выбрать с 
максимальным коэффициентом наполнения в данных условиях и обеспечивающего погрузку в транспортное средство 
за 4-6 циклов. В третьем варианте на непрерывность процесса погрузки и отбойки будет дополнительно влиять величина времени смены рабочего органа экскаватора. 
Выбор оборудования зависит так же и от параметров 
существующего уступа — особенно его высоты. Высота разрабатываемого уступа существенно влияет на выбор типа базового экскаватора. Отработку уступа с высотой 15 м следует производить с верхней постановкой экскаватора без изменения проекта. 
Для того чтобы выбрать гидромолот для какого-либо 
экскаватора или другой базовой машины, прежде всего, 
нужно знать вес экскаватора и крепость разрушаемого материала [4]. 
fm
M
m
7 ln
=
, 
(1) 
где М — масса экскаватора, кг; m – масса гидромолота, кг; где 
f – коэффициент крепости породы по шкале проф. М.М. Протодъяконова. 
На рис. 1. представлено весовое соответствие между экскаватором и применяемым гидромолотом, полученное эмпирическим путем. 
 
9 

 
Рис. 1. Весовое соответствие между экскаватором и гидромолотом с 
учетом крепости пород: 6, 8, 10, 12, 14, 16 – значение крепости пород f 
по шкале проф. М.М. Протодъяконова 
 
Следующим показателем, который определяет возможность применения гидромолота на данном экскаваторе, является расход рабочей жидкости, который всегда приводится в 
технической характеристике молота. Этот показатель должен 
соответствовать производительности гидронасоса экскаватора, 
который будет питать напорную линию гидромолота. 
Производительность сформированного комплекса «экскаватор-гидромолот» определяется, прежде всего, способностью 
отбойного агрегата эффективно разрушать породу. На рис. 2. 
представлена графическая зависимость, связывающая часовую 
производительность гидромолота с его способностью эффективно разрушать породу – энергией единичного удара [3]. 
Представленная 
зависимость 
является 
эмпирической, 
обобщенной в результате наблюдений проведенных на карьерах Германии и Швеции. 
Техническая производительность гидромолота определяется его эффективной мощностью, т.е. произведением 
энергии удара и частоты ударов. Чем больше прочность материала, который нужно разрушать с помощью гидромолота, 
тем большее влияние на производительность оказывает величина энергии удара.  
 
10