نویسندگان این مقاله، دکتر الهام نعمت‌الهی، سعید زارع، فرشاد قربانی، دکتر مصطفی مالکی‌مقدم، دکتر علیرضا قاسمی و دکتر صمد بنیسی می‌باشند.

چکیده مقاله:

بیشترین انرژی مصرفی در کارخانه‌های فرآوری مواد معدنی صرف خردایش سنگ‌ معدن می‌شود.  بنابراین استفاده از حداکثر ظرفیت عملیاتی تجهیزات، نقش بسزایی در بهینه‌سازی مصرف انرژی دارد.  همچنین، به دلیل تأثیر کارآیی سنگ‌شکن‌ها بر کارآیی تجهیزات پایین‌دست، بهینه‌سازی مدارهای سنگ‌شکنی همواره مورد توجه بوده است.  در این تحقیق، تأثیر شکل مجرای خوراک‌دهی بر عملکرد سنگ‌شکن مخروطی مرحله سوم مجتمع مس سرچشمه مطالعه شد.  در پایش‌ها، نوسانات زیاد توان‌کشی سنگ‌شکن و سایش شدید و غیریکنواخت آسترهای آن به عنوان مشکلات این بخش شناسایی شدند که نشانه‌ای از خوراک‌دهی نامناسب به سنگ‌شکن بودند.  به همین دلیل، با استفاده از شبیه‌سازی‌های روش اجزای گسسته (راگ) با نرم‌افزار ^©KMPC_DEM، طرح‌های مختلف مجرای خوراک‌دهی با هدف رسیدن به بالاترین درجه یکنواختی در توزیع خوراک روی صفحه توزیع‌کننده سنگ‌شکن مورد بررسی قرار گرفتند.  نتایج نشان داد که با تغییر شکل مجرای خوراک‌دهی از مکعبی به استوانه‌ای و افزایش طول بالای مجرا از صفر به ۴۵ سانتی‌متر و افزایش طول پایین آن از ۵۳ به ۹۵ سانتی‌متر و کاهش سطح مقطع از ۰٫۳۴ به ۰٫۲۴ مترمربع، جداشدگی در توزیع خوراک به سنگ‌شکن به حداقل ممکن رسید و خوراک‌دهی یکنواخت صورت گرفت.  با نصب این مجرای جدید در یکی از سنگ‌شکن‌های مخروطی سرچشمه، نوسانات توان‌کشی سنگ‌شکن از ۱۳ به ۳ کیلووات کاهش یافت و امکان کنترل خودکار سنگ‌شکن و شرایط خوراک‌دهی خفه فراهم شد.  در نتیجه، تناژ سنگ‌شکن ۳۶ درصد افزایش یافت و محصول آن ریزتر و یکنواخت‌تر شد.  علاوه بر این، با کاهش نرخ سایش و یکنواختی آن، عمر محور خردکننده و آسترهای سنگ‌شکن، از ۸ به ۱۵ ماه افزایش یافت.

سومین جلسه از مجموعه جلسات هفتگی واحد تحقیق و توسعه در تاریخ بیستم خرداد ۱۴۰۰ پیرامون بررسی تأثیر شکل مجرای خوراک‌دهی سنگ‌شکن مخروطی ثالثیه کارخانه قدیم سرچشمه بر کارآیی آن با روش اجزای گسسته (راگ) برگزار گردید.

در این جلسه، ابتدا نتایج پایش عملکرد سنگ‌شکن مخروطی ثالثیه شماره ۳ ارائه شد. نتایج اندازه‌گیری پیوسته توان‌کشی و شواهد عملیاتی و مکانیکی حاکی از توزیع غیریکنواخت خوراک در این سنگ‌شکن بود. برای بررسی نحوه توزیع خوراک و ارائه طرح مجرای خوراک‌دهی برای این سنگ‌شکن، از نرم‌افزار شبیه‌ساز KMPC_DEM^© (بر پایه روش اجزای گسسته: راگ) استفاده شده بود. در ادامه جلسه، مراحل توسعه نرم‌افزار شامل اضافه کردن الگوریتم‌های موردنیاز برای شبیه‌سازی مدار (شامل چندین تجهیز) و اعمال مقاومت غلتشی (برای افزایش دقت شبیه‌سازی‌ها) و همچنین نحوه کالیبراسیون پارامترهای ورودی شبیه‌سازی‌ها بیان شد.

با در نظر گرفتن نحوه توزیع ذرات روی صفحه توزیع‌کننده (سینی) سنگ‌شکن و در نظر گرفتن شاخص فاصله مرکز سینی با مرکز جرم ذرات توزیع‌شده روی آن، غیریکنواختی توزیع خوراک و انتقال جدانشینی از نوار نقاله به محفظه خردایش با وجود مجرای خوراک‌دهی اولیه (مکعبی) به وضوح مشاهده شد.

برای یافتن طرح بهینه مجرای خوراک‌دهی، از یک طرح آزمایشی مناسب استفاده شد.

پس از بررسی نتایج طرح آزمایشی، یک مجرای خوراک‌دهی بهینه (با سطح مقطع ۲۴/۰ مترمربع، طول بالا و پایین ۴۵ و ۷۴ سانتی‌متر) که طبق نتایج شبیه‌سازی، توزیع یکنواخت خوراک و حداقل جدانشینی را فراهم کرد، برای ساخت و نصب در سنگ‌شکن پیشنهاد شد.

با نصب مجرای خوراک‌دهی جدید، نوسانات توان‌کشی سنگ‌شکن از ۱۳ به ۳ کیلووات کاهش یافت و امکان کنترل خودکار سنگ‌شکن و شرایط خوراک‌دهی خفه فراهم شد. اندازه محصول سنگ‌شکن ریزتر و یکنواخت‌تر گردید و نیز با کاهش نرخ سایش و یکنواختی آن، عمر محور خردکننده و آسترهای سنگ‌شکن، از ۸ ماه به ۱۵ ماه افزایش یافت.

پیش بینی توان لازم در انتخاب، کنترل و بهینه سازی عملکرد آسیاها نقش مهمی ایفا می کند. از این رو توان‌کشی یکی از عوامل مهم کنترلی در مدارهای آسیاکنی است. دانسیته بار (توده گلوله) در محاسبه توان کشی مؤثر است. دانسیته بار عبارت است از مجموع دانسیته گلوله‌ها و فضای خالی بین گلوله‌ها. در اکثر روابط ارایه‌شده، فضای خالی بین گلوله‌ها برای همه اندازه گلوله‌ها ثابت فرض شده و مقدار آن برابر با ۴۰ درصد در نظر گرفته شده است.

نتایج این مقاله نشان داد که فضای خالی بین گلوله‌ها و ماده معدنی، به شکل و توزیع ابعادی آن‌ها بستگی دارد و نمی‌توان آن را ثابت فرض کرد. بر این اساس در این تحقیق، رابطه تخمین توان کشی Bond برای آسیاهای گلوله‌ای با در نظر گرفتن دانسیته بار تصحیح شد.

این مقاله در دوره یازدهم و شماره سی و دوم از نشریه علمی و پژوهشی مهندسی معدن به چاپ رسیده است.

نقش اصلی آسترها، انتقال انرژی آسیا به بار درون آن و فراهم کردن مسیر حرکت مطلوب برای بار است.  چون امکان بررسی مستقیم حرکت بار در آسیاهای صنعتی وجود ندارد، این کار با شبیه‌سازی فیزیکی (آزمایشگاهی) یا ریاضی (نرم‌افزاری) انجام می‌شود.  

در این مقاله، از نرم‌افزار^© KMPC_DEM، برای شبیه‌سازی نرم‌افزاری حرکت بار استفاده شد و با پیاده‌سازی آسترهای جداره آسیای نیمه‌خودشکن مجتمع سرچشمه و شرکت گل‌گهر در این نرم‌افزار حرکت بار در این آسیاها شبیه‌سازی شد و با آسیای آزمایشگاهی اعتبارسنجی شد.  

این مقاله در دوره یازدهم و شماره سی و سوم از نشریه علمی و پژوهشی مهندسی معدن به چاپ رسیده است.