Тогизбаева Б.Б.

Карагандинский государственный технический университет

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЛАСТИ ФОРМИРОВАНИЯ СВОДОВ РУДНОЙ МАССЫ

Главной составной частью транспортно-технологической системы горно- рудного производства являются бункера.

Наряду с положительными свойствами: возможность сочетания с любыми механизмами непрерывного и периодического действия, высокая пропускная способность, относительно незначительные эксплуатационные расходы – они имеют и ряд недостатков, проявляющиеся в виде перебоев в процессе выгрузки рудной массы.

Как показала практика эксплуатации таких емкостей, причиной этих негативных явлений служат образующиеся в рудной массе статически устойчивые и неустойчивые своды.

Частое образование сводов во многих случаях приводит к перебоям подачи рудной массы в мельницы первой стадии измельчения и полной остановке технологического процесса.

Поэтому техническое усовершенствование бункерных устройств с целью устранения в них явлений сводообразования есть с одной стороны борьба за повышение их технологической и технической надежности, а с другой борьба за широкое их применение в горно- рудной отрасли.

Теоретически вопрос повышения эффективности выгрузки рудной массы разработан недостаточно, хотя в процессе эксплуатации определились дополнительные устройства, обеспечивающие предотвращение сводообразования: шуровочные устройства, рассекатели потоков, виброустановки и т.д.

Ведущие ученые в области рудничного и карьерного транспорта придавали первостепенное значение изысканию радикальных средств очистки горного оборудования от налипшего сыпучего материала и способов предотвращения сводообразования в бункерах.

Анализ показал, что существующие способы и средства предупреждения сводообразования рудной массы в бункерах горно-обогатительного производства разнообразны и многочисленны, но в основном они разработаны конкретно для специальных угольных бункеров.

Во многих исследованиях как правило рассматриваются только силы действующие на стенки бункеров при покое сыпучего материала.

Справедливость изложенного подтверждается отсутствием научно-обоснованной методики расчета технологических и конструктивных параметров бункеров.

Предположение о малости частиц по сравнению с размерами поперечных сечений бункера и высотой столба сыпучего тела позволяет с некоторым допущением заменить сыпучее тело равноценной ему в механическом отношении сплошной средой. В последней могут возникать касательные и нормальные напряжения, приводящие к образованию статически устойчивых сводов [1].

Данное допущение наряду с допущением об укладке частиц в емкости позволяет рассматривать процессы, происходящие в сыпучих телах с точки зрения дискретности и непрерывности их протекания.

Угол укладки является характеристикой механической эквивалентности выделенного элементарного слоя. Данный вывод справедлив и для всего объема рудного материала, так как последний является суммой элементарных объемов слоя руды.

Возникновение статически устойчивых сводов чаще всего вызывается необоснованным выбором размеров выпускных отверстий. Они, как правило, не соответствуют физико-механическим свойствам мелких сыпучих материалов, аккумулируемых в бункерах.

Движения частиц сыпучего тела по линиям скольжения обуславливает вероятность образования в бункере неустойчивых сводов.

Своды образуются через произвольные интервалы времени, могут иметь разнообразные формы и существовать в течение различных промежутков времени. Образуясь, они могут занимать часть или всю площадь поперечного сечения выпускного участка. В момент образования свода, материал прекращает истечение и свод выдерживает все давление материала, расположенного над выпускным участком бункера.

При относительно небольших величинах отношения диаметра выпускного отверстия к размеру частиц материала скорость истечения колеблется от нуля до величины, определяемой временем, необходимым для образования следующего свода.

При достаточно больших величинах отношения диаметра выпускного отверстия к размеру частиц материала скорость колеблется в пределах средней величины, не достигая нулевого значения.

Следовательно, за наиболее вероятную скорость истечения, можно принять ее среднее значение наблюдаемое в периоды между образованием сводов.

В процессе движения рудной массы к выпускному отверстию бункера скорость потока увеличивается. Это ведет к возрастанию нормальных составляющих сил, действующих в плоскости контакта частицы, и, следовательно, к увеличению сил трения между ними. Последнее способствует появлению тормозящих импульсов, препятствующих движению частиц и обуславливающих возникновение из этих частиц неустойчивых и статически устойчивых сводов.

Так как образование неустойчивых сводов связанно с движением частиц по линиям скольжения потока, то наиболее вероятностным местом расположения вершины самого нижнего (первого над выпускным отверстием) неустойчивого свода является точка пересечения над отверстием последних линий скольжений частиц.

Литература:

1.Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М.: Наука, 1981.