Установки для радиометрической крупнопорционной сортировки

В отличие от сепараторов на установках радиометрической крупнопорционной сортировки (РКС) осуществляется сортировка значи­тельных порций полезных ископаемых - от 1 - 5 до 50 - 100 т, загру­женных при добыче в различные транспортные средства: вагонетки, автосамосвалы, железнодорожные вагоны и др. Основные типы РКС приведены на рис. 7.2 -7.4. На рис. 7.2 изображена автоматизи­рованная установка, применяемая для сортировки флюоритовых руд, размещенных в вагонетках [1].

Рис. 7.2. Схема РКС флюори­товых руд: 1 -вагонетка с ру­дой; 2 - источ­ник нейтронов; 3 - детектор гамма-излуче­ния; 4 - толка­тель; 5 -регистрирующая ап­паратура; 6 –блок автоматического управления, приводящий в движение трос и источник нейтронов

В установке использу­ется нейтронно-активационный метод. Установка работает следующим об­разом. В момент, когда ва­гонетка с рудой 1 останавливается в зоне измерений, по сигналу с блока автома­тического управления 6 приво­дится в движение трос, и источник нейтронов 2 поднимается до уровня центра вагонетки. Толкатель 4 прижимает его к стенке, и в течение 60 секунд производится активация руды. После этого по команде с блока 6 источник опускается в колодец, заполненный водой для за­щиты от нейтронов, а его место занимает детектор гамма-излуче­ния 3, соединенный с блоком регистрирующей аппаратуры 5. В тече­ние 60 с производится регистрация наведенного гамма-излучения. В процессе измерения детектор прижимается к стенке вагонетки тол­кателем, а после завершения измерения толкатель отходит, и уста­новка возвращается в первоначальное положение. В установке используется Ро-Ве-источник активности (1-2)∙10⁷ нейтронов/с. Гам­ма-излучение регистрируется кассетой из 17 пропорциональных счет­чиков типа СИ-22Г, размещенных в два ряда, сигналы с которых за­писываются с помощью самопишущего прибора.

Другой вариант реализации процесса крупнопорционной сортиров­ки приведен на рис. 7.3 [5].

Рис. 7.3. Вариант реализации крупнопорционной сортировки руд в транспортных емкостях с предварительной раскладкой исходной горной массы в слой на движущей­ся ленте конвейера (а) и разделением ее на продукты (б): 1 - накопительный бункер; 2 - лента конвейера; 3 - слой руды; 4 -датчик для ядерно-физического опробования; 5 - измерительная аппаратура рудоконтролирующей станции; 6 - загрузочный бун­кер; 7 -транспортные емкости (самосвалы, вагонетки); 8-исполнительный механизм; 9 - блок управления исполнительным механизмом

В таком варианте руда из бункера 1 подается на ленту 3 конвейе­ра и раскладывается на ней в слой 3 равномерной толщины (жела­тельно в монослой). Облучение рудного слоя первичным излучени­ем и регистрация от него вторичного излучения может осуществ­ляться в двух вариантах. По первому варианту источник первичного излучения и детектор вторичного излучения размещены в устрой­стве 4, которое расположено над лентой конвейера. По второму ва­рианту устройство 4 расположено под лентой конвейера. В этом слу­чае устраняются неровности облучаемой поверхности рудного пото­ка. По результатам анализа на соответствие интенсивности проявле­ния вторичного излучения от рудной массы кондиционному содержа­нию в ней ценного компонента, подается команда на исполнительный механизм 8, который отклоняет рудный поток. При этом через бун­керы 6 в транспортные емкости 7 разгружается руда заданного сор­та. Преимущество такой системы заключается в том, что датчик, содержащий первичный источник ионизирующего излучения, удален от обслуживающего персонала (в том числе и от водителей само­свалов и электровозов) на безопасное расстояние, что в значитель­ной мере облегчает соблюдение требований техники безопасности.

Использование радиометрического опробования и сортировки руд при их транспортировании на конвейере или в емкостях способствует значительному повышению эффективности циклично-поточной (ЦПТ) или поточной системы горных работ, особенно при подземной разра­ботке месторождений. Геотехнологии с внутрирудничной РКС обес­печивают повышение качества добываемой руды, существенное сни­жение отходов горного производства при резком сокращении грузо­потоков горной массы на поверхность за счет размещения отсорти­рованных пустых и слабооруденелых пород в выработанном простран­стве. Это позволяет не только существенно уменьшить затраты на подъем горной массы, но и оздоровить экологическую обстановку в регионе за счет значительного сокращения сооружения на поверхно­сти отвалов и хвостохранилищ и выноса из них токсичных компонен­тов.

Вариант использования РКС в технологической схеме с ЦПТ пред­ставлен на рис. 4.4.

Рис. 4.4. Транспортно-технологическая схема при циклично-поточной технологии подземной добычи руды с использованием ра­диометрической сорти­ровки: 1 - опрокидыватель, 2 — питатель. 3 — дробилка крупного дробления: 4 - конвейерный подъем; 5 - блок облуче­ния установки радиометрического порционного опробо­вания руд «на просвет»; 6 - блок регистрации ус­тановки радиометрического опробования руд; 7 -исполнительный механизм разделения рудного и по­родного потоков; 8 - породный конвейер: 9 - комп­лекс радиометрической порционной сортировки руд по направлениям: на металлургический передел (10), на обогатительную фабрику (11), на сепарацию (12), в отвал (13); 14 - единое зондовое устройство с облу­чателем и блоком детектирования

Горная масса из очистных забоев из опрокиды­вателя 1, по питателю 2 подается в дробилку крупного дробления 3, далее на конвейер с размещенной установкой радиометрического пор­ционного опробования руд 5, 6. Отсортированные с помощью испол­нительного механизма 7 порции породы поступают на породный кон­вейер 8 и используются для закладки выработанного пространства. Руда по конвейерному подъему 4 выдается на поверхность на комп­лекс радиометрической порционной сортировки руд 9.

В комплексе 9 реализован способ опробования и сортировки руд, предусматривающий пересыпку рудопотока через два бункера с размещенными в них стационарно зондовыми устройствами 14. При заполнении рудой первого бункера питающий конвейер автома­тически переключается на загрузку второго бункера, одновремен­но в первом бункере включается программа «Опробование», производятся радиометрические измерения, по окончании которых через 5-7 мин включается программа «Разгрузка», и рудная масса из первого бункера разгружается в транспортное средство и направля­ется в зависимости от ее качества на металлургический передел, на обогатительную фабрику, на покусковую сепарацию, в отвал. При за­полнении второго бункера питающий конвейер переключается на пер­вый, производится радиометрическое опробование руды, загружен­ной во второй бункер. Далее цикл повторяется. Вариант опробования и сортировки с использованием двух бункеров прост и технологичен в реализации, позволяет обеспечить нормы радиационной безопасно­сти с наименьшими затратами.

Для осуществления процесса РКС применяются те же типы ис­точников и детекторов излучения, а также аналогичные способы выделения полезного сигнала, что и на сепараторах или установках АПР, использующих эти радиометрические методы. Геометрия из­мерений, конструкция узлов облучения и детектирования при реали­зации РКС должны обеспечивать измерение возможно большей мас­сы, поданной на сортировку руды, с достаточной точностью и экспрессностью.