Управление качеством руд

Эффективность работы потребляющих и перерабатывающих предприятий определяется не только средним значением качества ископаемого сырья, но также уровнем стабильности качественных характеристик. Это связано с тем, что режим переработки (обогащения, плавки и т.д.) настраивается на определенный качественный состав поступающего сырья. Высокие технологические и экономические показатели перерабатывающего предприятия обеспечиваются лишь при полном соответствии режима переработки качеству поступающего сырья. Как понижение, так и повышение значений качественных показателей отрицательно сказывается на технико-экономических и технологических показателях перерабатывающего производства. В условиях частой и незакономерной изменчивости качественных характеристик перерабатывающее предприятие не в состоянии изменить режим технологического процесса.

Поэтому перед горным производством ставится задача не только выдать полезное ископаемое определенного качества, но и обеспечить постоянство качественных характеристик в технологическом потоке.

Как правило, в пределах шахтных и карьерных полей качественные характеристики полезного ископаемого колеблются в очень широких пределах. Стабильность качественных показателей в руде и рудной массе достигается различными способами усреднения. Под усреднением понимается комплекс мероприятий по поддержанию постоянного качества руды, отправляемой потребителям. Параметр, подлежащий усреднению, выбирается по его значимости для производства. Наиболее часто усредняемым показателем является среднее квадратическое отклонение содержания главного полезного компонента. Степень стабилизации качественных показателей оценивается коэффициентом усреднения: К_ус=σ₁/σ₂, где σ₁ – среднее квадратическое отклонение качественного показателя до усреднения, σ₂ – после усреднения. Чем больше величина коэффициента усреднения, тем выше степень стабилизации качества руды.

Наиболее полно отражает существо процесса усреднения формула К′_ус=1-σ₂/σ₁. При этом коэффициент усреднения меняется от 0 до 1. В случае полного отсутствия эффекта усреднения К′_ус =0, в идеально усредненной руде К′_ус=1.

При современных повышенных требованиях к стабильности качества минерального сырья в потоке необходимо значение К_ус порядка 2.5-5.0, что возможно только при многоступенчатом процессе усреднения. Выделяют 4 основных ступени или стадии усреднения руд.

Первым этапом процесса усреднения является планирование такого порядка развития горных работ, который способствовал бы сглаживанию качественных характеристик в пределах длительных календарных сроков – года или квартала. За счет оптимального порядка развития работ в карьерном или шахтном поле можно достичь коэффициента усреднения порядка 1.5-2.5 в среднем за отчетный календарный период. Однако при этом посменные и суточные отклонения качества могут быть очень значительны.

Более высокая стабильность показателей усреднения достигается на втором этапе усреднения за счет организации гибкого управления добычными забоями и транспортом в течение суток и смен. Наиболее эффективна такая организация работ, когда управляющие звенья обеспечиваются своевременной и достоверной информацией о фактическом качестве полезного ископаемого по забоям и в транспортном потоке. Высокая степень однородности качества руды достигается за счет следующих организационно-технических мероприятий: 1)селективной выемки качественно разнородных участков забоев; 2)поддержания резервных забоев с разными качественными характеристиками руды; 3)применения подшихтовочных карьерных складов. Уровень стабилизации качества руд при оперативном внутрикарьерном усреднении может достичь 2.5-3.0.

При недостаточном усреднении на третьем этапе применяют прикарьерные и околоствольные усреднительные склады. Сущность такого усреднения состоит в том, что штабели рудной массы отсыпаются по мере ее поступления тонкими наклонными или горизонтальными слоями. Из штабелей рудная масса отгружается вкрест слоев, в результате чего происходит эффект усреднения руд.

Наконец, самый высокий эффект усреднения на четвертом этапе достигается на складах обогатительных фабрик и рудных дворах металлургических заводов посредством применения специальных усреднительных механизмов и оборудования. На этой стадии усреднение достигается путем механического перемешивания рудной массы в смесительных емкостях, как правило, в автоматическом режиме.

В высокоразвитых странах придается исключительное значение усреднению качества руд. Так, при закупке партий товарных железных руд в Японии производится доплата за степень усреднения руд. В настоящее время на крупных ГОКах создаются и функционируют автоматизированные системы управления качеством продукции (АСУКП), в которых разрабатывают стандарты предприятий по совершенствованию качества и контролю за выпускаемой продукцией и обеспечивают производство необходимой технологией и организацией работ.