К проблеме энергосбережения в горном производстве

Abstract

Введение. Горное производство является весьма энергоемкой отраслью из-за напряженности режимов технологических процессов, в которых расход энергии оптимизируется путем технической модернизации, например, процесса приготовления твердеющих смесей с обработкой компонентов смеси до нужного уровня крупности и активности. Проблематика. Минимизация затрат энергии при увеличении объема производства, повышение энергоэффективности технологических процессов и снижение затрат на энергообспечение формирует самостоятельную проблему горного производства, определяющую конкурентоспособность горного предприятия. Цель. Определение влияния процессов дезинтеграции и повышения активности рудных минералов на электропотребление горного предприятия. Материалы и методы. Эффективность механоактивации определяется разницей прочности бетонов, приготовленных на основе базовых и активированных вяжущих. Рациональная комбинация технологий находится как оптимум решения с учетом переменных факторов, в том числе и энергозатрат. Область оптимальных значений вяжущих находится совместным решением уравнений, описывающих полученные закономерности. Результаты. Приведены результаты промышленного эксперимента по замене вяжущих компонентов бетонных смесей активированными доменными шлаками. Определены количественные значения и закономерности расхода электроэнергии на активацию компонентов твердеющих смесей. Полученные данные использованы для моделирования процессов подготовки смеси в условиях одного из предприятий Норильска. Установлены общие закономерности полезного действия механической активации. Сформулирована концепция и алгоритм рационализации энергопользования в процессах активации отходов горного производства. Выводы. В связи с демографическими факторами развития горное производство будет увеличивать энергоемкость производственных процессов. При переходе на отработку месторождений подземным способом расход энергии на приготовление твердеющих смесей возрастет. Особенную актуальность приобретает направление полезного расходования энергии в электроемких процессах. Оптимизация расхода энергии в определенных условиях способствует компенсации затрат на диверсификацию горного производства.

Вступ. Гірська промисловість є досить енергоємнісною галуззю через напруженість режимів технологічних процесів, в яких енерговитрати оптимізуються шляхом технічної модернізації, наприклад, процесу виготовлення твердіючих сумішей з обробкою компонентів суміші до необхідного розміру часток та їх активності. Проблематика. Мінімізація енергозатрат при збільшенні обсягу виробництва, підвищення енергоефективності технологічних процесів та зниження затрат на енергозабезпечення формує самостійну проблему гірничої галузі, що визначає конкурентоздатність гірничого підприємства. Мета. Визначення впливу процесів дезінтеграції та підвищення активності рудних матеріалів на енергоспоживання гірничого підприємства. Матеріали й методи. Ефективність механоактивації визначається різницею міцності бетонів, виготовлених на основі базових та активованих в’яжучих компонентів. Раціональна комбінація технологій знаходиться як оптимум рішення з урахуванням змінних факторів, зокрема й енерговитрат. Область оптимальних значень в’яжучих компонентів знаходиться спільним розв’язуванням рівнянь, які описують отримані закономірності. Результати. Наведено результати промислового експерименту з заміни в’яжучих компонентів бетонних сумішей активованими доменними шлаками. Визначені кількісні значення та закономірності витрат електроенергії на активацію компонентів твердіючих сумішей. Отримані дані використані для моделювання процесів підготовки суміші в умовах одного з підприємств Норильська. Встановлено загальні закономірності корисної дії механічної активації. Сформульовано концепцію та алгоритм раціоналізації енергокористування в процесах активації відходів гірничої промисловості. Висновки. У зв’язку з демографічними факторами розвитку гірська промисловість буде збільшувати енергоємність виробничих процесів. При переході на розробку родовищ підземним способом витрати енергії на виготовлення твердіючих сумішей зростають. Особливої актуальності набуває напрямок корисної витрати енергії в електроємнісних процесах. Оптимізація витрат енергії у визначених умовах сприяє компенсації витрат на диверсифікацію гірської промисловості.

Introduction. Mining is a rather energy-intensive industry because of severe conditions of technological processes with energy consumption optimized by engineering modernization, for instance, by producing settable mixes and processing their components to obtain the required size and activity. Problem Statement. Reducing energy consumption while escalating production, energy efficiency of technological processes and cost reduction in energy supply are relevant problems for mining industry, which determine the competitiveness of a mining corporation. Purpose. The research aims at determining the effect of disintegration and increased activity of ore minerals on energy consumption by mining enterprise. Materials and Methods. Efficiency of mechanical activation is conditioned by difference in strength of concrete based on basic and activating binding materials. Efficient combination of technologies has been found as optimal solution taking into consideration variable factors, including energy consumption. The range of optimal values of binding materials has been found by solving the equations describing the obtained regularities. Results. The research presents the results of industrial experiment aiming at replacing the binding components of concrete mixes by the activated blast-furnace slag. The quantitative indicators and regularities of electric energy consumption necessary to activate components of settable mixes have been determined. The obtained data have been used to simulate mix design at one of Norilsk enterprises. The general regularities of mechanical activation efficiency have been established and a concept and an algorithm of efficient energy consumption while activating mining production wastes have been formulated. Conclusions. For the demographic factors of the development, the mining industry will increase energy-intensity of industrial processes. When transiting to underground deposit mining, production of settable mixes will result in increased energy consumption. Efficient energy consumption in energy-intensive industrial processes becomes especially important. In the specified conditions, optimized energy consumption facilitates the recovery of costs for mining diversification.