Parameters determination of hydromechanization technologies for the dumps development as technogenic deposits

Abstract

Purpose. Determination and substantiation of the hydromechanization technologies parameters and the hydraulic transport operation modes for mining the technogenic deposits formed as a result of the enrichment waste storing in tailing dumps of mining and processing enterprises. Methods. A comprehensive multi-stage analytical approach has been used in a paper when performing research. Initially, in order to substantiate the hydromechanization technologies parameters, the parameters of the pulp-preparation unit have been analytically determined in this paper, which are limited by the value of the upper dam edge, taking into account the types of hydraulic mixture. At the second stage, dependences have been set for calculating the critical velocity of hydraulic transporting the pulps with different concentration (low, mean, and high). The next research stage was to determine the head and rate specification (HRS) of the hydrotransport pipeline and the required capacity of the hydraulic mixture, which will enable substantiating the parameters for the corresponding mining complex in the technogenic deposits development. Findings. A critical pipeline diameter has been set with the prescribed parameters of the mining complex and the adopted pulp preparation system. Dependences have been found for calculating the critical velocity of hydraulic transportation of mean- and highly-concentrated pulps. The head and rate specifications have been determined of the tailing hydrotransport pipeline. Originality. For the first time it has been revealed that the critical diameter value is determined by the product of two terms – the first one takes into account the effect of the mining complex productivity, and the second – the dependence on the pulp preparation system parameters. This makes possible to control the parameters and modes of hydromechanization technologies when mining technogenic deposits formed as a result of storing the enrichment waste in tailing ponds. Practical implications. The “Recommendations for substantiating the parameters of the processes of accumulating capacity restoring of a pond with the use of hydromechanization devices” and “Methods for calculating the parameters for hydraulic transportation of highly-concentrated hydraulic mixtures”, have been developed, which may be useful for design organizations and mining-metallurgical enterprises to provide additional volumes of raw material output and increase the tailing ponds lifetime.

Мета. Визначення й обґрунтування параметрів технологій гідромеханізації і режимів роботи гідротранспорту для розробки техногенних родовищ, сформованих при складуванні відходів збагачення у хвостосховищах гірничо-збагачувальних комбінатів. Методика. У роботі використано комплексний багатоетапний аналітичний підхід до проведення дослідження. Першочергово в роботі для обґрунтування параметрів технологій гідромеханізації визначались параметри вузла пульпоприготування, які обмежуються величиною верхнього гребеню дамби з урахуванням типів гідросуміші. На другому етапі встановлювались залежності для розрахунку критичної швидкості гідротранспортування для пульп різної концентрації (низької, середньої і високої). Наступним етапом досліджень було визначення витратно-напірних характеристик гідротранспортної магістралі та необхідна продуктивність гідросуміші, що дозволять обґрунтувати параметри для відповідного заданого видобувного комплексу при розробці техногенних родовищ. Результати. Встановлено критичний діаметр трубопроводу по заданих параметрах видобувного комплексу і прийнятої системи пульпоприготування. Визначено залежності для розрахунку критичної швидкості гідротранспортування пульп середньої і високої концентрації. Визначено витратно-напірні характеристики гідротранспортної магістралі хвостів збагачення. Наукова новизна. Вперше встановлено, що величина критичного діаметра визначається добутком двох співмножників, перший з котрих враховує вплив продуктивності видобувної комплексу, а другий – залежність від параметрів системи пульпоприготування, що дозволяє управляти параметрами та режимами технологій гідромеханізації при розробці техногенних родовищ, сформованих у процесі складування відходів збагачення в сховища. Практична значимість. Розроблено “Рекомендації з обґрунтування параметрів процесів відновлення акумулюючої здатності прудка з використанням засобів гідромеханізації” і “Методики розрахунку параметрів гідротранспортування висококонцентрованих гідросумішей”, які можуть бути корисні для проектних організацій та гірничо-металургійних підприємств для забезпечення додаткових обсягів видобутку сировини і збільшення терміну експлуатації хвостосховищ.

Цель. Определение и обоснование параметров технологий гидромеханизации и режимов работы гидротранспорта для разработки техногенных месторождений, сформированных при складированиии отходов обогащения в хвостохранилищах горно-обогатительных комбинатов. Методика. В работе использован комплексный многоэтапный аналитический подход к проведению исследования. Первоначально в работе для обоснования параметров технологий гидромеханизации аналитически определялись параметры узла пульпоприготовления, которые ограничиваются величиной верхнего гребня дамбы с учетом типов гидросмеси. На втором этапе устанавливались зависимости для расчета критической скорости гидротранспортирования для пульп разной концентрации (низкой, средней и высокой). Следующим этапом исследований было определение расходно-напорных характеристик гидротранспортной магистрали и требуемой производительности гидросмеси, которые позволят обосновать параметры для соответствующего добычного комплекса при разработке техногенных месторождений. Результаты. Установлен критический диаметр трубопровода по заданным параметрам добычного комплекса и принятой системы пульпоприготовления. Определены зависимости для расчета критической скорости гидротранспортирования пульп средней и высокой концентрации. Определены расходно-напорные характеристики гидротранспортной магистрали хвостов обогащения. Научная новизна. Впервые установлено, что величина критического диаметра определяется произведением двух сомножителей, первый из которых учитывает влияние производительности добычного комплекса, а второй – зависимость от параметров системы пульпоприготовления, что позволяет управлять параметрами и режимами технологий гидромеханизации при разработке техногенных месторождений, сформированных в процессе складирования отходов обогащения в хранилища. Практическая значимость. Разработаны “Рекомендации по обоснованию параметров процессов восстановления аккумулирующей способности прудка с использованием средств гидромеханизации” и “Методики расчета параметров гидротранспортирования высококонцентрированных гидросмесей”, которые могут быть полезны для проектных организаций и горно-металлургических предприятий для обеспечения дополнительных объемов добычи сырья и увеличения срока эксплуатации хвостохранилищ.