Интеллектуальная технология мониторинга и управления качеством рудопотоков при добыче и переработке многокомпонентных руд
Шрифт:
От значения этого параметра существенно зависит и объем обрабатываемой информации в системе геолого-маркшейдерского управления.
Одновременная разработка нескольких рудных залежей характерна для месторождений норильского района. Так рудник «Таймырский» разрабатывает одновременно две рудных тела с богатой рудой, а в пределах его горного отвода около десяти рудных залежей.
Изменчивость угла падения и азимута простирания рудных тел влияют на качество технологического процесса, а, следовательно, на уровень и стабильность качества руд. Низкой считается изменчивость параметров в масштабе месторождения. Средней является изменчивость, переменная в пределах рудного тела, этажа или панели. Наконец, если параметры меняются существенно в пределах эксплуатационного блока, изменчивость считается высокой. Высокая изменчивость этих параметров характерна для многих рудников, разрабатывающих залежи, линзы и жилы свинцово-цинковых, оловянных, медных, вольфрамо молибденовых и сурьмяно-ртутных руд.
Следующая группа структурно-морфологических параметров, характеризующих форму, размеры и внутреннее строение рудных тел, существенно влияет на качество технологического процесса, обусловливая потери и разубоживание руды, а следовательно, и на уровень и стабильность качества руд. Все выше перечисленные характеристики учитывают при проектировании качества. Интенсивность их изменения определяет необходимость использования специфических методов при решений задач.
Четкие контакты (верхний и нижний) рудных тел характерны для простых по морфологии месторождений. Сложность контактов считается средней, если один из них четкий, а другой – нечеткий. Наконец, наличие нечетких нижнего и верхнего контактов соответствует высокой степени их сложности.
Выклинивание рудных тел может быть тупым, когда залежь резко обрывается, не меняя мощность, постепенным и сложным, при котором жилы или пласты расщепляются на множество тонких прожилков или пропластков вплоть до полного их исчезновения. Тупое выклинивание рудных тел встречается весьма редко. Постепенное уменьшение мощности, соответствующее средней сложности выклинивания, более распространено. Сложный тип выклинивания существенно затрудняет ведение горных работ на флангах рудных тел и приводит к увеличению потерь и разубоживания руд. Он встречается достаточно часто на рудниках разрабатывающих месторождения цветных металлов.
По сложности внутреннего строения, обусловленной количественным и пространственным соотношением массы полезного ископаемого и включений пород, залежи могут быть простые, сложные и весьма сложные. Залежи с низкой степенью сложности характеризуются однородным строением и отсутствием существенных прослойков и включений пустых пород.
Сложные залежи наряду с кондиционным полезным ископаемым содержат вкрапления некондиционных руд, а также прослойки и включения пустых пород и ксенолиты с четко выраженными контактами. Характер включений может быть следующих видов: редкие большие включения пустой породы, многочисленные мелкие включения, чередующиеся полосы (прослои) пустой породы и полезного ископаемого. Рудные тела подобного типа свойственны большинству цветнометальных месторождений. Не исключения в этом плане Талнахское и Октябрьское месторождения.
Высокая сложность внутреннего строения рудных тел выражается в том, что кондиционное полезное ископаемое и пустые породы или некондиционные руды распределяются без определенных закономерностей и не имеют четко выраженных контактов. Такое строение рудных тел оказывает наибольшее влияние на качество технологического процесса добычи (потери и разубоживание), схему формирования рудопотоков, уровень и стабильность качества, а также на методы решения функциональных задач геолого-маркшейдерского управления качеством руд.
К числу важнейших структурно-морфологических параметров, влияющих на формирование качества добываемых руд и особенности системы управления качеством, также следует отнести тектоническую нарушенность тел полезных ископаемых. Она усложняет условия ведения добычи руд, ухудшает качество технологического процесса, снижает уровень качественных характеристик, в том числе и технологических свойств за счет изменения состава и структуры руды. Для богатых руд Норильского района характерна высокая степень нарушенности отдельных участков.
В первую очередь это участки, соседствующие с Норильско-Хараелахским разломом и крупными тектоническими нарушениями.
Влияние физико-технических параметров
Физико-технические параметры определяют качество различных форм существования рудной массы. При этом размер куска, содержание влаги, интенсивность слеживания и самовозгорания являются параметрами, важными для оценки качества отбитой, добытой, складированной, товарной, перерабатываемой руды. Частично физико-технические параметры влияют на уровень и стабильность качества руд, схему формирования рудопотоков и качество технологического процесса. Эти параметры, однако, на особенностях обработки геолого-маркшейдерской информации при управлении качеством руд практически не отражаются.
Важным параметром в данной группе является категория крепости руд и вмещающих пород, от которой зависит способ отбойки руд, выбор способа доставки и транспортирования и др. Обычно практически на любом месторождении в геологическом разрезе присутствуют породы различных категорий крепости. Руды также могут иметь крепость от средней до весьма высокой в зависимости от их состава, структурно-текстурных особенностей, степени тектонической нарушенности и вторичных изменений. При разработке весьма крепких руд возникает необходимость решения специальных вопросов добычи, транспортирования и формирования качества. Кусковатость (размер куска) руд во взорванной массе зависит как от технических факторов (схема взрывания, тип ВВ), так и от геологических – крепости, трещиноватости. Этот параметр на многих предприятиях является показателем качества, поэтому он определяет уровень и стабильность качества, схему формирования рудопотока. На большинстве рудников (более 70 %) размер куска руды не превышает 100 см. На 10 % рудников размер куска взорванной руды находится в пределах 100–150 см. На остальных рудниках размер куска превышает 150 см, что вызывает необходимость организации вторичного и подземного дробления негабаритов. Например, размер кондиционного куска на руднике «Таймырском» принят 300 мм.
Устойчивость массива является высокой, если устойчивы руды и породы висячего блока, средней – если неустойчивы руды, но устойчивы породы или среднеустойчивыми являются руды и породы. Низкая устойчивость разрабатываемого массива возникает при низкой устойчивости руд и пород. Чем большей устойчивостью характеризуется массив, тем более благоприятными для управления качеством руд являются условия. Устойчивость влияет на качество технологического процесса, а потому отражается на уровне и стабильности качественных характеристик. В этой связи высокая устойчивость соответствует простым объектам, а низкая – сложным.
Для Норильских месторождений введен показатель нарушенности, определяемый по рекомендациям, отраженным в «Регламентах технологических производственных процессов». Он учитывается при проектировании технологических комплексов очистной выемки.
Слеживаемость и самовозгораемость – свойства, которые отрицательно сказываются на качестве рудной массы – отбитой, добытой, складированной, отгруженной, перерабатываемой. Для руд, склонных к повышенной слеживаемости и самовозгоранию, исключены системы разработки с магазинированием, а также системы с обрушением руд и пород; затруднены в значительной степени условия их складирования и транспортирования. Окисление руд, приводящее затем к спонтанному самовозгоранию, значительно снижает качество руд, ухудшает технологические свойства, снижает извлечение металла в концентрат и качество концентрата. Интенсивность проявления этих процессов увеличивает потери в руде, вызывает необходимость изменения схем формирования рудопотоков.
По статистике около 50 % рудников добывают руды, склонные к слеживанию. Это же свойственно и норильским рудам, за исключением месторождения «Норильск-1», где добываются вкрапленные руды с низким содержанием сульфидных минералов. В богатых рудах с высоким содержанием сульфидов (до 30 % и более) сохраняется склонность к окислению и самовозгоранию. Это является ограничивающим фактором по времени и объему скопления руды в бункерах и на усреднительных складах.
Влияние горно-технологических и организационно-технических факторов на формирование качества руд и особенности управления качеством