Substantiating velocity of amber buoying to the surface of sludge-like rock mass

Abstract

Purpose is to substantiate the parameters and factors in terms of which amber can be mined efficiently from sand deposits using hydromechanical method. Methods. Laboratory studies and full-scale experiments of amber-bearing sand with 2-50 mm fractions were carried out to substantiate velocity of amber buoying up to the sludge surface. Amber from Klessiv and Volodymyrets deposits were involved. Computer research relied upon Curve Fitting of the software environment Matlab. Analysis of amber particles, buoying up to the surface, relied upon a theory of particle motion within the sand formation, characterizing by motion with resistance of a dry friction type. Methods of mathematical statistics were applied; then dependences were plotted describing the effect of mining parameters on the amber buoying up velocity. Findings. The basic parameters of hydromechanical method and parameters, effecting buoying up velocity, and dependence of dimensions as well as weight of the amber fractions have been identified. Dependences of the dominant factor effect on the process of amber buoying up to the surface of sludge-like rock mass have been determined to improve the efficiency of amber mining. Originality. Maximum period of the analyzed amber fractions, differing in their diameters, is not longer than 4 minutes. The results of the experimental data as well as computer-based experimental data have helped define that 3rd order polynom with corresponding rational coefficients for various amber fractions, occurring in the sand amber-bearing deposits, is the most adequate to describe the research. It has also been defined that velocity of amber buoying up from amber-bearing sand medium depends upon effect on the process of the dominant factors; and geometry of amber fractions and their weight making it possible to apply a hydromechanical mining method. Practical implications. The obtained regularities of hydromechanical mining of sand amber deposits help calculate and select facilities for hydromechanical mining of amber.

Мета. Проаналізований процес вилучення бурштину гідромеханічним способом. Визначені та обґрунтовані параметри й фактори, при яких процес видобутку бурштину з піщаних родовищ гідромеханічним способом є найбільш ефективним. Методика. Для обґрунтування швидкості спливання бурштину на поверхню гідропульпи проведені експериментальні лабораторні та натурні дослідження бурштиновмісного піску з фракціями 2-50 мм з Клесівського та Володимирецького родовищ бурштину. Використовуючи методи математичної статистики, отримані залежності, що описують вплив параметрів видобутку на швидкість підйому бурштину. Результати. Визначено основні параметри гідромеханічного методу та фактори, які впливають на швидкість спливання бурштину, залежність розмірів і маса фракцій бурштину. Встановлені залежності впливу домінуючих факторів на процес спливання бурштину на поверхню пульпоподібної гірничої маси для підвищення ефективності вилучення бурштину з родовищ. Наукова новизна. Дослідженнями встановлено, що швидкість спливання бурштину з бурштиновмісного піщаного середовища залежить від впливу на процес домінуючих факторів, розмірів та маси фракцій бурштину, що робить можливим застосування гідромеханічного способу його видобутку. Максимальний час спливання досліджуваних фракцій бурштину різних діаметрів не перевищує 4 хв. За результатами наведених експериментальних даних та комп’ютерного експерименту встановлено, що найбільш адекватно експериментальні дослідження описуються поліномом 3-ого порядку з відповідними оптимальними коефіцієнтами для різних фракцій бурштину, які мають місце в піщаних бурштиновмісних родовищах. Практична значимість. Визначенні закономірності гідромеханічного видобутку з піщаних родовищ бурштину та визначені залежності, що дозволяють розрахувати й підібрати обладнання для гідромеханічного видобутку бурштину.

Цель. Проанализирован процесс извлечения янтаря гидромеханическим способом. Определены и обоснованы параметры и факторы, при которых процесс добычи янтаря из песчаных месторождений гидромеханическим способом является наиболее эффективным. Методика. Для обоснования скорости всплытия янтаря на поверхность гидропульпы проведены экспериментальные лабораторные и натурные исследования янтаресодержащего песка с фракциями 2-50 мм с Клесовского и Владимирецкого месторождений янтаря. Используя методы математической статистики, получены зависимости, описывающие влияние параметров добычи на скорость подъема янтаря. Результаты. Определены основные параметры гидромеханического метода и факторы, влияющие на скорость всплытия янтаря, зависимость размеров и масса фракций янтаря. Установлены зависимости влияния доминирующих факторов на процесс всплытия янтаря на поверхность пульпоподобной горной массы для повышения эффективности извлечения янтаря с месторождений. Научная новизна. Исследованиями установлено, что скорость всплытия янтаря с янтаресодержащей песчаной среды зависит от влияния на процесс доминирующих факторов, размеров и массы фракций янтаря, что делает возможным применение гидромеханического способа его добычи. Максимальное время всплытия исследуемых фракций янтаря различных диаметров не превышает 4 мин. По результатам приведенных экспериментальных данных и компьютерного эксперимента установлено, что наиболее адекватно экспериментальные исследования описываются полиномом 3-го порядка с соответствующими оптимальными коэффициентами для разных фракций янтаря, которые имеют место в песчаных янтаресодержащих месторождениях. Практическая значимость. Определены закономерности гидромеханической добычи песчаных месторождений янтаря и определены зависимости, позволяющие рассчитать и подобрать оборудование для гидромеханической добычи янтаря.