Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Физико-технические основы ресурсосбережения при разрушении горных пород

Покупка
Артикул: 122436.02.99
Доступ онлайн
295 ₽
В корзину
Рассмотрены энергозатраты по процессам добычи и переработки руд, изложеньt стратегические и тактические задачи ресурсосбережения при разрушении горных пород. Приведены математические модели ресурсосберегающих способов разрушения горных пород на всех стадиях добычи и переработки руд: бурении, взрывной отбойки от массива, дроблении и измельчении. Для специалистов горной отрасли. Может быть полезна для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Физические процессы горного или нефтегазового производства» при изучении дисциплины «Разрушение горных пород».
Гончаров, С. А. Физико-технические основы ресурсосбережения при разрушении горных пород: Пособие / Гончаров С.А. - Москва :МГГУ, 2007. - 211 с.: ISBN 978-5-7418-0482-7. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/996000 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
Московский 

государственный 
..., 
горны 
и 

университет 

РЕДАКЦИОННЫЙ 

С 
О 
В 
Е Т 

Председатель 

Л.А. ПУЧКОВ 

Зам. председателя 

л.хгитис 

Члены редсовета 

И.В. ДЕМЕНТЬЕВ 

А.П. ДМИТРИЕВ 

Б.А. КАРТОЗИЯ 

М.В. КУРЛЕНЯ 

В.И. ОСИПОВ 

Э.М. СОКОЛОВ 

К.Н. ТРУБЕЦКОЙ 

В.В.ХРОНИН 

В.А. ЧАНТУРИЯ 

Е.И. ШЕМЯКИН 

ИЗДАТFЛЬСГВО 
московского 

ГОСУдАРСТВЕННОГО 

ГОРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 

президент МГГУ, 

чл.-корр. РАН 

директор 

Издательства МГГУ 

академик РАЕН 

академик РАЕН 

академик РАЕН 

академик РАН 

академик РАН 

академик МАНВШ 

академик РАН 

профессор 

академик РАН 

академик РАН 

С.А. Гончаров 

ФИЗИКО~ЕХНИЧЕСКИЕ 

основы 

РЕСУРСОСБЕРЕLКЕНИЯ 

ПРИ РАЗРУШЕНИИ 

ГОРНЫХ ПОРОД 

МОСКВА 

И~ТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО 

ffiCYДAPCIВEHHOГO ГОРНОГО УНИВЕРСЮЕТА 
2007 

УДК622.236 

ББК 33.1:65.304.11:26.32 

Г65 

Книга соответствует «Гигиеническим требованиям к изданиям 

кни:ж:ным для взрослых. СанПиН 1.2.1253--03», утвер:ж:денным Главным государственным санитарным врачом России 30 марта 2003 г. 

Гончаров С.А. 

Г65 
Физико-технические основы ресурсосбережения при 

разрушении горных пород. М.: Изд-во Московского государственного горного университета.- 2007.- 211 с.: ил. 

ISBN 978-5-7418-0482-7 (в пер.) 

Рассмотрены энергозатраты по процессам добычи и переработки 

руд, изложеньt стратегические и тактические задачи ресурсосбережения при разрушении горных пород. Приведены математические модели ресурсосберегающих способов разрушения горных пород на всех 

стадиях добычи и переработки руд: бурении, взрывной отбойки от 

массива, дроблении и измельчении. 

Для специалистов горной отрасли. Может быть полезна для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 

«Физические процессы горного или нефтегазового производства» при 

изучении дисциплины «Разрушение горных пород». 

ISBN 978-5-7418-0482-7 

УДК 622.236 

ББК 33.1:65.304.11:26.32 

©С.А.Гончаров,2007 

©Издательство МГГУ, 2007 

©Дизайн книги. Издат('льство МГГУ. 
2007 

ВВЕДЕНИЕ 

В последние 30--40 лет в связи с научно-техническим 

прогреесом и интенсивным развитием энергоемких производств стремительно возрастает энергопотребление во всех 

странах и во всех отраслях. Практически до 50 % в себестоимости товарной продукции горнорудных предприятий занимают энергозатраты. В связи с этим энергосбережение является проблемой номер один в мировом масштабе. В наиболее 

развитых странах эта проблема решается довольно успешно. 

Например, топливно-энергетические затраты (МДж) на 1$ валового национального продукта (ВНП) по некоторым странам 

составляют: Швеция ~ 12; Франция ~ 12; Германия ~ 15; 

США~ 23; Россия~ 35; Китай~ 45; Венгрия~ 52. 

Одним из наиболее энергоемких производств (после алюминиевой промышленности) является промышленность черной металлургии. 

Ориентировочные расчеты показывают, что материальные 

и энергетические затраты на 1 т готового проката в России на 
30--50 долларов США выше, чем на современных предприятиях за рубежом. 

Общее потребление энергоресурсов промышленностью 

черной металлургии России составляет 25 % от производимых 

топливно-энергетическим комплексом страны, в том числе 
16,5%- металлургическое производство, 5,5%- горнорудное производство и 3 % прочие переделы, включая экологию. 

В настоящее время горнорудные предприятия России добывают и перерабатывают ежегодно примерно 220 млн т железной руды. Средний расход энергии на добычу и переработку 1 т железной руды составляет примерно 45 кВт·ч, из них 

примерно 30 кВт·ч!т затрачивается на процессы разрушения 

5 

(бурение:::: 0,5 кВт·ч/т, взрывание:::: 0,6 кВт·ч/т, дробление:::: 
3 кВт·ч/т, измельчение :::: 26 кВт·ч/т). Таким образом, железорудные предприятия России ежегодно потребляют примерно 
1 О млрд. кВт·ч энергии это половина электроэнергии, вырабатываемой Красноярекой ГЭС. 

Примерно 70 % энергии от общих энергозатрат на железорудных предприятиях России расходуется на процессы разрушения руды, из них примерно 60% на измельчение в 

мельницах. 

В себестоимости готового продукта (концентрата) процессы разрушения составляют в РФ примерно 60 %, в том числе 

процесс измельчения примерно 50 %. 

На горнорудных предприятиях цветной металлургии энергозатраты на получение единицы готового продукта сопоставимы, а зачастую выше, вышеприведенных показателей для 

горнорудных предприятий по добыче и переработке железной 

руды. 

Из изложенного следует, что задача разработки ресурсосберегающих процессов разрушения при добыче и переработке 

руд является актуальной и имеет большое народнохозяйственное значение. 

ГЛАВА 1 

ЭНЕРГОЗАТРАТЫ ПРИ ДОБЫЧЕ 

И ПЕРЕРАБОТКЕ РУДНЫХ 

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 

При добыче и переработке рудных полезных ископаемых 

все технологические процессы (бурение, взрывание, погрузка 

горной массы, ее транспортирование, дробление руды, ее измельчение, классификация и т.д.) с позиции физической сущности этих процессов представляют совокупность двух процессов. Это процессы разрушения и перемещения. Например, 

технологический процесс бурение это разрушение породы 

на забое скважины (шпура) и перемещение продуктов разрушения (вынос их из скважины). Технологический процесс 

взрывание (взрывная отбойка руды от массива)- это разрушение массива и перемещение горной массы силами взрыва. 

Технологические процессы погрузка и транспортирование 

горной массы это с физической точки зрения на 100 % процесс перемещения. Технологические процессы дробления и 

измельчения руды- это совокупность физических процессов 

разрушения и перемещения. Технологический процесс классификации после дробления и измельчения руды это на 
100% процесс перемещения. 

Рассматривая дальнейшую технологическую цепочку обогатительного передела руды можно убедиться, что все технологические процессы (дешламация, фильтрация, сепарация, 

окомкование, обжиг окатышей) сопровождаются перемещением горной массы. 

Геомеханические процессы в массиве горных пород при 

техногеином вмешательстве с физической точки зрения это 

также совокупность процессов разрушения и перемещения. 

7 

У 
правлени 
е геомеханическими процессами сводится к необходимости обеспечения устойчивости массива в околовыработанном пространстве и безопасных условий труда. 

Управление технологическими процессами при добыче и 

переработке руды сводится, главным образом, к решению задачи максимизации производительности при минимизации 

себестоимости. 

В настоящее время себестоимость готовой продукции на 

горнорудных предприятиях (это концентрат или окатыши), 

главным образом, определяется энергоемкостью процессов 

добычи и переработки руды. 

Самым энергоемким и дорогостоящим процессом при добыче и переработке, например, железистых кварцитов является их разрушение (бурение, взрывание, дробление, измельчение). На ГОКах РФ, добывающих железистые кварциты, на 

долю этого процесса приходится около 70 % всех энергозатрат, что в абсолютных цифрах составляет примерно 30 кВт·ч 

на 1 т руды, в том числе примерно 26 кВт·ч приходится на измельчение руды в мельницах. 

Себестоимость концентрата, получаемого при обогащении 

железистых кварцитов, примерно на 60 % формируется за счет 

процессов их разрушения, в том числе примерно на 50 % за 

счет измельчения руды в мельницах. 

Поэтому проблема снижения энергоемкости измельчения 

руды в мельницах является важной народнохозяйственной задачей. Решению этой задачи посвящено много работ. В абсолютном большинстве эти работы сводятся к одному предложению: необходимо увеличить энергоемкость разрушения на 

наименее энергоемком процессе взрывной отбойки железистых кварцитов от массива (энергоемкость этого процесса составляет примерно 0,6-0,7 кВт·ч на 1 т руды), чтобы на этой 

стадии разуорочнить руду и тем самым снизить энергоемкость 

ее рудоподготовки при дроблении и измельчении в мельницах. 

Такой подход наиболее полно в научном и практическом плане проработам в работах [1, 2]. 

8 

В доперестроечные времена этот подход в какой-то степени себя оправдывал при существовавшей в то время ценовой 

политике на энергоносители (электроэнергию и ВВ). 

После перехода на рыночные отношения в экономике этот 

подход себя не оправдывает, так как стоимость ВВ по сравнению с доперестроечными ценами увеличилась значительно 

больше, чем стоимость электроэнергии. 

При этом стоит отметить, что далеко не исчерпана возможность разупрочнения руды при ее взрывной отбойке от 

массива за счет увеличения КПД взрыва, без увеличения расходаВВ. 

Удельный расход электроэнергии (кВт·ч на 1 т переработаиной железной руды) на основных гаках РФ представлен в 

табл. 1.1. 

Средний удельный расход электроэнергии на железорудных ГаКах РФ составляет 125 + 126 кВт·ч на 1 т полученного 

концентрата. На ГаКАх, где конечным продуктом являются 

железорудные окатыши, энергоемкость добычи и переработки 
1 т руды равна 61 + 62 кВт·ч!т, а на гаках, где конечным продуктом является железорудный концентрат, это показатель 

равен 38 + 45 кВт·ч!т. 

У 
дельный расход электроэнергии по цехам на основных 

железорудных ГОКах РФ представлен в табл. 1.2 (по данным 
1999 г.). 

Таблица 1.1 

ГО 
К 
и 
1990 г. 
1995 г. 
1999 г. 

Костомукшский 
75 
77,6 
66,7 

Михайловский 
66,6 
68,3 
55,6 

Стойленский 
54,5 
55,56 
48,6 

Лебединский 
66 
62,6 
52,3 

Качкапарекий 
38,6 
38,6 
39,5 

Оленегорский 
40,5 

9 

Таблица 1.2 

кВт·ч/т руды (кВт·ч/т концентрата) 

Г ОКи 
Хвостовое 
Добыча 
Дробление 
Обогащение 
хозяйство 

Костомукш3,4 (7,27) 
3,9 (8,2) 
47 (84,62) 
12,4 (27,4) 

с кий 

Михайловский 
6,6 (15,38) 
2,9 (7,0) 
38,5 (90,46) 
7,8 (17,9) 

Стойленский 
7,5 (16,3) 
3,4 (7,2) 
26,9 (58,56) 
10,8 (23,2) 

Лебединский 
4,81 (9,63) 
1,22 (2,22) 
38,38 (70,07) 7,89 (14,38) 

Качканарский 
5,2 (21,45) 
4,1 (16,5) 
17,6 (67,8) 
12,5 (51,15) 

Оленегорский 
5,38 (13,9) 
2,99 (7,7) 
19,5 (50) 
12,63 (32,4) 

Для ГОКов России, добывающих железистые кварциты, 

усредненные значения удельного расхода электроэнергии по 

процессам, а также себестоимость процессов приведены в табл. 1.3. 

На процессы разрушения руды приходится 71+72% общих энергозатрат при получении концентрата, в том числе на 

процесс измельчения руды в мельницах- 59760%. 

В себестоимости железорудного концентрата процессы 

разрушения руды (бурение, взрывание, дробление, измельчение) составляют примерно 60 %, а процесс измельчения руды 

в мельницах примерно 51 +52 %. 

Со временем составляющая энергозатрат в себестоимости 

железорудного концентрата (окатышей) будет возрастать, так 

как цена энергоносителей будет повышаться. 

В целом горнорудные предприятия, добывающие железную руду, потребляют примерно 1010 кВт·ч электроэнергии в 

год, из них (7,1+7,2) 109 кВт·ч приходится на процессы разрушения руды, в том числе примерно 6·109 на процесс измельчения руды в мельницах. 

10 

Доступ онлайн
295 ₽
В корзину