Надутый В.П., Челышкина В.В. Разработка математических моделей процесса разупрочнения туфа при увлажнении
- Деталі
- Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2018
- Категорія: Збірник наукових праць "Геотехнічна механіка" Випуск-140
Geoteh. meh. 2018, 140, 31-41
DOI: https://doi.org/10.15407/geotm2018.03.031
Разработка математических моделей процесса разупрочнения туфа при увлажнении
1Надутый В.П., 1Челышкина В.В.
1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины
УДК 532.5.011: 622.33: 622.752.3
Язык: Русский
Аннотация.
Сегодня туфы добывают в малых объемах, но область их применения весьма широка. Базальтовые цеолит-смектитовые туфы Ровненско-Волынского региона являются ценным сырьем, содержащим калийно-магниевые соли, медь, железо, титан, кобальт. В ИГТМ НАН Украины разрабатывается комплексная безотходная технология извлечения из туфа металлической фракции, при этом отходы предлагается использовать в традиционных для туфа областях - сельском хозяйстве, строительстве, медицине, биологии. В статье изложены результаты исследований способа подготовки сырья к переработке путем разупрочнения туфа за счет насыщения водой. На базе экспериментальных исследований влагопоглощения и прочностных характеристик разработаны математические модели для прогноза процесса разупрочнения туфа. Установлено, что при насыщении водой в течение 7 суток влажность туфа возрастает в среднем на 11,4 %, максимум до 15%, прочность снижается со 120,5 до 5,02 МПа, что составляет 4 - 5% от прочности исходного сырья. Основное изменение показателей происходит в первые сутки увлажнения. Математическая модель увеличения влажности от времени увлажнения представляет собой квадратичную параболу, аргумент которой является сложной функцией. Аналитические зависимости снижения прочности и силы вдавливания индентора от влажности и времени в общем виде носят логарифмический характер. Предложен алгоритм расчета влажности и прочностных показателей. Процесс рудоподготовки туфа путем увлажнения перспективен при добыче туфов, как из обычных, так и техногенных месторождений. Расход воды составляет 10-12% от массы породы. При этом учитывается, что например, в отвалах базальтовых карьеров, в отличие от туфа, остальные породы – базальт, кварц, лавобрекчия, практически не поглощают воду. За счет этого существенно разупрочняется туфовая масса в отличие от остальных пород. Это создает условия для селективной выемки туфа из отвалов карьеров, например, путем вибрационного грохочения по мелкому классу (-2,5 + 2,0 мм), при необходимости, с предварительным дроблением в валковой дробилке.
Ключевые слова: математическая модель, разупрочнение туфа, увлажнение, рудоподготовка.
Список литературы:
1.Маланчук З.Р., Гринюк Т.Ю., Жомирук Р.В. [та ін.]. Основні фізико-хімічні та технологічні властивості туфів Рівненщини, Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. пр., ІГТМ НАН України, Дніпропетровськ, 2005, Вип. 59, С. 106-114.
2.Стець С.Є. Особливості використання і класифікація родовищ туфів за
фізико-хімічними властивостями та мінералогічним складом // Матер. VІ наук.-практ. конф.: Карпати, п. Спаське, Киев: Тов."Укр. інформац. центр "Наука. Техніка. Технологія"", 2006, С. 191-196.
3.Надутый В.П., Маланчук З.Р., Прокопюк О.Н. Обоснование необходимости комплексной переработки цеоліт - смектитовых туфов Волыни // Матер. Междунар. конф. "Форум горняков-2010", Днепропетровск : НГУ, 2010, С. 50-55.
4.Богданов Г.О., Мандигра М.С., Мельничук В.Г. [та ін.] Цеоліт-смектитові туфи Рівненщини: біологічні аспекти використання , Рівне : Волинські обереги, 2005, 184 с.
5.Бурденюк І.П., Ковбаса Ш.М., ВАолощук А.Г. [та ін.] Природний мінерал –базальтовий туф, перспективи застосування в харчовий промисловості, біології та медицині, Клін.та експерим. патол, 2013.-Т. XII, № 2 (44), С.35-41.
6.Веб. сайт «Единое окно доступа к информационнім ресурсам» (2019) «Методика определения прочности горных пород», доступно за адресою: http://window.edu.ru/catalog/pdf2txt/116/71116/48332, (2019)
7.Шуман В. Мир камня. Горные породы и минералы, - М.: Мир, 1986. - С.112-114.
8.Зайдель А.Н. Ошибки измерений физических величин. – Л.: Наука, 1974. – 108 с.
Об авторах:
Надутый Владимир Петрович, доктор технических наук, профессор, заведующий отделом механики машин и процессов переработки минерального сырья, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Челышкина Валентина Васильевна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник отдела механики машин и процессов переработки минера-льного сырья, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.