Эллипсоиды выпуска и разрыхления

Фигурой выпуска или истечения руды называют тот объем и по форме своей и по размерам, который первоначально занимала в очистном пространств выпущенная из него руда.

Истечение через одиночное отверстие происходит из объемов, напоминающих по форме эллипсоиды вращения с вытянутой вертикальной осью. Их называют эллипсоидами выпуска. Отношение размеров вертикальной оси к горизонтальной называют коэффициентом вытянутости эллипсоида. Коэффициент вытянутости эллипсоида возрастает с увеличением сил трения и особенно сцепления, а также с увеличением объема эллипсоида.

Геометрические описания базируются на эмпирических данных. По формуле В.В. Куликова для одиночного отверстия круглой или квадратной формы с поперечным размером до 1,5-2,0 м.

Где - коэффициент вытянутости эллипсоида

Н – высота эллипсоида, м;

D – диаметр (наибольший горизонтальный), м;

m – эмпирический коэффициент, зависящий от сыпучих свойств руды, м^-1. Для крепкой руды – 0,4-0,5 м^-1 при нормальном разрыхлении (К_р=1,3-1,4), 0,55-0,65 м^-1 – умеренном разрыхлении (К_р≈1,2) и 0,9-1,0 м^-1 при сильно уплотненной руде (К_р=1,1-1,15). Для руд средней крепости m составляет от 1,2 при нормальном разрыхлении до 1,7 при умеренном разрыхлении.

Из приведенной формулы следует, что

а объем

или

Освобождающееся от руды пространство заполняется другими частицами из окрестностей эллипсоида выпуска, за счет чего в определенной зоне происходит вторичное разрыхление.

Форма объема зоны вторичного разрыхления подобна эллипсоиду выпуска, и получила название эллипсоида разрыхления.

Объемы выпуска V_в и разрыхления V_р и коэффициент вторичного разрыхления k_р^’ находятся в соотношении

или

где k_р1 – коэффициент разрыхления руды до выпуска;

k_р2 - то же, после выпуска в зоне вторичного разрыхления.

В процессе выпуска постоянно образовывается и тут же разрушается свод динамического равновесия – происходит пульсация потока руды.

Для кусковатых руд k_р1 = 1,3 - 1,4; k_р2 =1,45 - 1,55; k_р^’ =1,07 - 1,1; V_р=(10-15) V_в

Для уплотненной руды k_р1 = 1,2; k_р2 =1,45; k_р^’ =1,2; V_р≈5 V_в

Поверхность контакта руды начинает прогибаться тогда, когда ее достигнет эллипсоид разрыхления. Далее прогиб увеличивается и образуется т. н. воронка внедрения. Эта воронка нижним своим концом достигнет выпускного отверстия, когда первоначального положения поверхности руды коснется эллипсоид выпуска. С этого момента выпускают разубоженную руду. Дальше воронка расширяется, возрастает количество пустой породы в дозе выпуска, и в определенный момент разубоживание достигнет предела и выпуск придется прекратить.