Investigation of the dust formation process when hoisting the uranium ores with a bucket

Abstract

Purpose. Determining the possible level of air dustiness during the bucket hoisting of uranium ores along the shaft “Holovnyi” of the mine “Novokostiantynivska”, SE “VostGOK”. Methods. To determine the level of air dustiness, a physical modelling of this process under laboratory conditions was used. Physical modelling of the dust formation process has been performed on a laboratory bench, which consisted of an AT-2K-250/500 wind tunnel with non-return-flow and a closed working section, as well as an aspirator with a drive and hoses for sampling and filtration of air. The granulometric composition has been determined for modelling: the parameters of large-sized fractions – by the linear method (i.e., measurements of the geometric dimensions of the separate pieces and their weighting), and the composition of fine-sized fractions (–15 + 0 mm) – by sieve analysis and weighing. Findings. The granulometric composition of the rock mass has been determined, which is planned to get out by a bucket hoisting method along the shaft “Holovnyi”, and the dust formation process has been modelled on a laboratory bench. It has been set that the level of air dustiness during the rock mass hoisting will be significantly influenced by its humidity or the additional binding of ore fines in the upper layer if to treat the surface with acting agents. Moreover, it is influenced by the uniformity of these fines distribution within the bucket volume, which, in turn, will depend on the way of its loading. It is recommended to use the vibrating feeder for loading the bucket. Thus, the sufficient natural moisture of the rock mass (more than 4%) will ensure the level of dust content of the emitted air below the normative indicators. Originality. It has been determined that the dust content in the air depends on the moisture of the rock mass and the presence of moisture in the ore to more than 4% reduces the level of dust in the air to 0.4 – 0.45 mg/m3, which is 0.67 – 0.75 of the existing safe dust concentration for such conditions. Practical implications. The result obtained confirms the possibility of using the bucket hoisting method along the shaft “Holovnyi” to the daylight surface of uranium ores mined at the mine “Novokostiantynivska” (provided that the proposed recommendations will be observed) without exceeding the existing safe dust concentration of air supplied to the mine.

Мета. Визначення можливого рівня запиленості повітря при баддєвому підйомі уранових руд по стволу “Головний” Новокостянтинівської шахти ДП “СхідГЗК”. Методика. Для визначення рівня запиленості повітря було використано фізичне моделювання даного процесу в лабораторних умовах. Фізичне моделювання процесу пилоутворення було здійснено на лабораторному стенді, який складався з аеродинамічної труби АТ-2К-250/500 з незамкнутим потоком і закритою робочою частиною, а також аспіратора з приводом і шлангами для відбору повітря та його фільтрації. Для моделювання визначався гранулометричний склад: параметри великих за розмірами фракцій – лінійним методом (тобто вимірами геометричних розмірів окремих кусків та їх зважуванням), а склад дрібних фракцій (–15 + 0 мм) – ситовим аналізом і зважуванням. Результати. Визначено гранулометричний склад гірської маси, яку планується видавати баддєвим підйомом по стволу “Головний”, а також проведено моделювання процесу пилоутворення на лабораторному стенді. Встановлено, що на рівень запиленості повітря при баддєвому підйомі гірської маси істотний вплив чинитиме її вологість або додаткове зв’язування рудного дріб’язку в верхньому шарі обробкою поверхнево-активними речовинами, а також рівномірність розподілу цього дріб’язку в об’ємі бадді, яка, в свою чергу, буде залежати від способу її завантаження. Рекомендовано використання для завантаження бадді вібраційного живильника. При цьому, достатня природна вологість гірської маси (більше 4%) забезпечує рівень запиленості повітря, що видається, нижче нормативних показників. Наукова новизна. Встановлено, що запиленість повітря залежить від вологості гірської маси й при наявності вологи у руді понад 4% забезпечує зниження рівня запиленості повітря до 0.40 – 0.45 мг/м3, що становить 0.67 – 0.75 від існуючої норми запиленості для таких умов. Практична значимість. Отриманий результат підтверджує можливість використання баддєвого підйому по стволу “Головний” на денну поверхню видобутих на шахті “Новокостянтинівська” уранових руд (при дотриманні запропонованих рекомендацій) без перевищення існуючих норм запиленості повітря, що подається в шахту.

Цель. Определение возможного уровня запыленности воздуха при бадьевом подъеме урановых руд по стволу “Главный” Новоконстантиновской шахты ГП “ВостГОК”. Методика. Для определения уровня запыленности воздуха было использовано физическое моделирование данного процесса в лабораторных условиях. Физическое моделирование процесса пылеобразования было произведено на лабораторном стенде, который состоял из аэродинамической трубы АТ-2К-250/500 с незамкнутым потоком и закрытой рабочей частью, а также аспиратора с приводом и шлангами для отбора воздуха и его фильтрации. Для моделирования определялся гранулометрического состав: параметры больших по размерам фракций – линейным методом (т.е. замерами геометрических размеров отдельных кусков и их взвешиванием), а состав мелких фракций (–15 + 0 мм) – ситовым анализом и взвешиванием. Результаты. Определен гранулометрический состав горной массы, которую планируется выдавать бадьевым подъемом по стволу “Главный”, а также проведено моделирование процесса пылеобразования на лабораторном стенде. Установлено, что на уровень запыленности воздуха при бадьевом подъеме горной массы существенное влияние будет оказывать ее влажность или дополнительное связывание рудной мелочи в верхнем слое обработкой поверхностно-активными веществами, а также равномерность распределения этой мелочи в объеме бадьи, которая, в свою очередь, будет зависеть от способа ее загрузки. Рекомендовано использование для загрузки бадьи вибрационного питателя. При этом, достаточная естественная влажность горной массы (более 4%) обеспечивает уровень запыленности выдаваемого воздуха ниже нормативных показателей. Научная новизна. Установлено, что запыленность воздуха зависит от влажности горной массы и при наличии влаги в руде более 4% обеспечивает снижение уровня запыленности воздуха до 0.40 – 0.45 мг/м3, что составляет 0.67 – 0.75 от существующей нормы запыленности для таких условий. Практическая значимость. Полученный результат подтверждает возможность использования бадьевого подъема по стволу “Главный” на дневную поверхность добытых на шахте “Новоконстантиновская” урановых руд (при соблюдении предложенных рекомендаций) без превышения существующих норм запыленности подаваемого в шахту воздуха.