Hereditary model of loose mined rock layer deformation in disintegrators

The objective of this work is to substantiate the hereditary character of the stresses and deformations accumulation in loose mined rock during the disintegrators working surfaces convergence. It is shown, in particular, that the layer porosity after compression and the side thrust coefficient depend not only on the applied pressure, but also on the initial porosity. It is substantiated the mechanism of interrelation between the stresses and deformations of a layer. The experimental researches on fine– grained granite compression in a rigid matrix have been fulfilled. The approximation of obtained results by polynomial functions has been carried out. The coefficients have been determined by the least-square method. The close agreement of the analytical and the experimental values has been recorded. The initial porosity parameter was put into the equation of dependences of the current porosity and the side thrust coefficient on pressure. The mechanism of the forces distribution on separate particles contacts has been explained in terms of the material compacting hystory. The practical value of the research is in calculating the disintegrators operating parts parameters with account of the mined rock layer condition prior to the act of crushing

Substantiating velocity of amber buoying to the surface of sludge-like rock mass

Purpose is to substantiate the parameters and factors in terms of which amber can be mined efficiently from sand deposits using hydromechanical method. Methods. Laboratory studies and full-scale experiments of amber-bearing sand with 2-50 mm fractions were carried out to substantiate velocity of amber buoying up to the sludge surface. Amber from Klessiv and Volodymyrets deposits were involved. Computer research relied upon Curve Fitting of the software environment Matlab. Analysis of amber particles, buoying up to the surface, relied upon a theory of particle motion within the sand formation, characterizing by motion with resistance of a dry friction type. Methods of mathematical statistics were applied; then dependences were plotted describing the effect of mining parameters on the amber buoying up velocity. Findings. The basic parameters of hydromechanical method and parameters, effecting buoying up velocity, and dependence of dimensions as well as weight of the amber fractions have been identified. Dependences of the dominant factor effect on the process of amber buoying up to the surface of sludge-like rock mass have been determined to improve the efficiency of amber mining. Originality. Maximum period of the analyzed amber fractions, differing in their diameters, is not longer than 4 minutes. The results of the experimental data as well as computer-based experimental data have helped define that 3rd order polynom with corresponding rational coefficients for various amber fractions, occurring in the sand amber-bearing deposits, is the most adequate to describe the research. It has also been defined that velocity of amber buoying up from amber-bearing sand medium depends upon effect on the process of the dominant factors; and geometry of amber fractions and their weight making it possible to apply a hydromechanical mining method. Practical implications. The obtained regularities of hydromechanical mining of sand amber deposits help calculate and select facilities for hydromechanical mining of amber.Мета. Проаналізований процес вилучення бурштину гідромеханічним способом. Визначені та обґрунтовані параметри й фактори, при яких процес видобутку бурштину з піщаних родовищ гідромеханічним способом є найбільш ефективним. Методика. Для обґрунтування швидкості спливання бурштину на поверхню гідропульпи проведені експериментальні лабораторні та натурні дослідження бурштиновмісного піску з фракціями 2-50 мм з Клесівського та Володимирецького родовищ бурштину. Використовуючи методи математичної статистики, отримані залежності, що описують вплив параметрів видобутку на швидкість підйому бурштину. Результати. Визначено основні параметри гідромеханічного методу та фактори, які впливають на швидкість спливання бурштину, залежність розмірів і маса фракцій бурштину. Встановлені залежності впливу домінуючих факторів на процес спливання бурштину на поверхню пульпоподібної гірничої маси для підвищення ефективності вилучення бурштину з родовищ. Наукова новизна. Дослідженнями встановлено, що швидкість спливання бурштину з бурштиновмісного піщаного середовища залежить від впливу на процес домінуючих факторів, розмірів та маси фракцій бурштину, що робить можливим застосування гідромеханічного способу його видобутку. Максимальний час спливання досліджуваних фракцій бурштину різних діаметрів не перевищує 4 хв. За результатами наведених експериментальних даних та комп’ютерного експерименту встановлено, що найбільш адекватно експериментальні дослідження описуються поліномом 3-ого порядку з відповідними оптимальними коефіцієнтами для різних фракцій бурштину, які мають місце в піщаних бурштиновмісних родовищах. Практична значимість. Визначенні закономірності гідромеханічного видобутку з піщаних родовищ бурштину та визначені залежності, що дозволяють розрахувати й підібрати обладнання для гідромеханічного видобутку бурштину.Цель. Проанализирован процесс извлечения янтаря гидромеханическим способом. Определены и обоснованы параметры и факторы, при которых процесс добычи янтаря из песчаных месторождений гидромеханическим способом является наиболее эффективным. Методика. Для обоснования скорости всплытия янтаря на поверхность гидропульпы проведены экспериментальные лабораторные и натурные исследования янтаресодержащего песка с фракциями 2-50 мм с Клесовского и Владимирецкого месторождений янтаря. Используя методы математической статистики, получены зависимости, описывающие влияние параметров добычи на скорость подъема янтаря. Результаты. Определены основные параметры гидромеханического метода и факторы, влияющие на скорость всплытия янтаря, зависимость размеров и масса фракций янтаря. Установлены зависимости влияния доминирующих факторов на процесс всплытия янтаря на поверхность пульпоподобной горной массы для повышения эффективности извлечения янтаря с месторождений. Научная новизна. Исследованиями установлено, что скорость всплытия янтаря с янтаресодержащей песчаной среды зависит от влияния на процесс доминирующих факторов, размеров и массы фракций янтаря, что делает возможным применение гидромеханического способа его добычи. Максимальное время всплытия исследуемых фракций янтаря различных диаметров не превышает 4 мин. По результатам приведенных экспериментальных данных и компьютерного эксперимента установлено, что наиболее адекватно экспериментальные исследования описываются полиномом 3-го порядка с соответствующими оптимальными коэффициентами для разных фракций янтаря, которые имеют место в песчаных янтаресодержащих месторождениях. Практическая значимость. Определены закономерности гидромеханической добычи песчаных месторождений янтаря и определены зависимости, позволяющие рассчитать и подобрать оборудование для гидромеханической добычи янтаря.The research would have been impossible without support and assistance by P.P. Bortnyk, Director of Rafalivskyi karier PJSC

Substantiating velocity of amber buoying to the surface of sludge-like rock mass

Purpose is to substantiate the parameters and factors in terms of which amber can be mined efficiently from sand deposits using hydromechanical method. Methods. Laboratory studies and full-scale experiments of amber-bearing sand with 2-50 mm fractions were carried out to substantiate velocity of amber buoying up to the sludge surface. Amber from Klessiv and Volodymyrets deposits were involved. Computer research relied upon Curve Fitting of the software environment Matlab. Analysis of amber particles, buoying up to the surface, relied upon a theory of particle motion within the sand formation, characterizing by motion with resistance of a dry friction type. Methods of mathematical statistics were applied; then dependences were plotted describing the effect of mining parameters on the amber buoying up velocity. Findings. The basic parameters of hydromechanical method and parameters, effecting buoying up velocity, and dependence of dimensions as well as weight of the amber fractions have been identified. Dependences of the dominant factor effect on the process of amber buoying up to the surface of sludge-like rock mass have been determined to improve the efficiency of amber mining. Originality. Maximum period of the analyzed amber fractions, differing in their diameters, is not longer than 4 minutes. The results of the experimental data as well as computer-based experimental data have helped define that 3rd order polynom with corresponding rational coefficients for various amber fractions, occurring in the sand amber-bearing deposits, is the most adequate to describe the research. It has also been defined that velocity of amber buoying up from amber-bearing sand medium depends upon effect on the process of the dominant factors; and geometry of amber fractions and their weight making it possible to apply a hydromechanical mining method. Practical implications. The obtained regularities of hydromechanical mining of sand amber deposits help calculate and select facilities for hydromechanical mining of amber.Мета. Проаналізований процес вилучення бурштину гідромеханічним способом. Визначені та обґрунтовані параметри й фактори, при яких процес видобутку бурштину з піщаних родовищ гідромеханічним способом є найбільш ефективним. Методика. Для обґрунтування швидкості спливання бурштину на поверхню гідропульпи проведені експериментальні лабораторні та натурні дослідження бурштиновмісного піску з фракціями 2-50 мм з Клесівського та Володимирецького родовищ бурштину. Використовуючи методи математичної статистики, отримані залежності, що описують вплив параметрів видобутку на швидкість підйому бурштину. Результати. Визначено основні параметри гідромеханічного методу та фактори, які впливають на швидкість спливання бурштину, залежність розмірів і маса фракцій бурштину. Встановлені залежності впливу домінуючих факторів на процес спливання бурштину на поверхню пульпоподібної гірничої маси для підвищення ефективності вилучення бурштину з родовищ. Наукова новизна. Дослідженнями встановлено, що швидкість спливання бурштину з бурштиновмісного піщаного середовища залежить від впливу на процес домінуючих факторів, розмірів та маси фракцій бурштину, що робить можливим застосування гідромеханічного способу його видобутку. Максимальний час спливання досліджуваних фракцій бурштину різних діаметрів не перевищує 4 хв. За результатами наведених експериментальних даних та комп’ютерного експерименту встановлено, що найбільш адекватно експериментальні дослідження описуються поліномом 3-ого порядку з відповідними оптимальними коефіцієнтами для різних фракцій бурштину, які мають місце в піщаних бурштиновмісних родовищах. Практична значимість. Визначенні закономірності гідромеханічного видобутку з піщаних родовищ бурштину та визначені залежності, що дозволяють розрахувати й підібрати обладнання для гідромеханічного видобутку бурштину.Цель. Проанализирован процесс извлечения янтаря гидромеханическим способом. Определены и обоснованы параметры и факторы, при которых процесс добычи янтаря из песчаных месторождений гидромеханическим способом является наиболее эффективным. Методика. Для обоснования скорости всплытия янтаря на поверхность гидропульпы проведены экспериментальные лабораторные и натурные исследования янтаресодержащего песка с фракциями 2-50 мм с Клесовского и Владимирецкого месторождений янтаря. Используя методы математической статистики, получены зависимости, описывающие влияние параметров добычи на скорость подъема янтаря. Результаты. Определены основные параметры гидромеханического метода и факторы, влияющие на скорость всплытия янтаря, зависимость размеров и масса фракций янтаря. Установлены зависимости влияния доминирующих факторов на процесс всплытия янтаря на поверхность пульпоподобной горной массы для повышения эффективности извлечения янтаря с месторождений. Научная новизна. Исследованиями установлено, что скорость всплытия янтаря с янтаресодержащей песчаной среды зависит от влияния на процесс доминирующих факторов, размеров и массы фракций янтаря, что делает возможным применение гидромеханического способа его добычи. Максимальное время всплытия исследуемых фракций янтаря различных диаметров не превышает 4 мин. По результатам приведенных экспериментальных данных и компьютерного эксперимента установлено, что наиболее адекватно экспериментальные исследования описываются полиномом 3-го порядка с соответствующими оптимальными коэффициентами для разных фракций янтаря, которые имеют место в песчаных янтаресодержащих месторождениях. Практическая значимость. Определены закономерности гидромеханической добычи песчаных месторождений янтаря и определены зависимости, позволяющие рассчитать и подобрать оборудование для гидромеханической добычи янтаря.The research would have been impossible without support and assistance by P.P. Bortnyk, Director of Rafalivskyi karier PJSC

Hereditary model of loose mined rock layer deformation in disintegrators

The objective of this work is to substantiate the hereditary character of the stresses and deformations accumulation in loose mined rock during the disintegrators working surfaces convergence. It is shown, in particular, that the layer porosity after compression and the side thrust coefficient depend not only on the applied pressure, but also on the initial porosity. It is substantiated the mechanism of interrelation between the stresses and deformations of a layer. The experimental researches on fine– grained granite compression in a rigid matrix have been fulfilled. The approximation of obtained results by polynomial functions has been carried out. The coefficients have been determined by the least-square method. The close agreement of the analytical and the experimental values has been recorded. The initial porosity parameter was put into the equation of dependences of the current porosity and the side thrust coefficient on pressure. The mechanism of the forces distribution on separate particles contacts has been explained in terms of the material compacting hystory. The practical value of the research is in calculating the disintegrators operating parts parameters with account of the mined rock layer condition prior to the act of crushing

Mathematical modeling of the main technological parameters of the two-rotor shock-centrifugal disintegrator on the basis of correlation analysis

Technological disintegration indicators (productivity and power consumption) were determined and their generalized multiple regression variability depending on the regime and structural parameters of the shock-centrifugal disintegrator and the parameters of the output product were obtained. Economic and technological advantages of using the two-rotation kinematic scheme of a shock-centrifugal disintegrator, which implements the destruction of the material mainly by shock shifts due to the combined action of the kinetic energy of the interconnected flows, were justified. The research was carried out using such types of rocks: granite, tuff, limestone, basalt. The nature of the dependencies was determined by comparing the corresponding values of the reliability of different types of approximation

Analytical presentation of the separation of dense suspension for the extraction of amber

New devices were developed to increase the extraction of amber, especially with the size less than 5 mm, which can not be extracted at the present time. They are made on the basis of a hydraulic spiral classifier using vibration and bubbling with air bubbles. Analytical formulas are needed to calculate such devices, in first, for free motion of particles, then the constrained motion, and then to determine the effect of vibration and bubbling on the speed. This article discussed the first part of the problem – hydrodynamics of free movement of amber and quartz particles in a mixture of amber sand-clay rocks with water. The technique and formulas of calculation of kinematic viscosity and speed of movement are given. The dependences of the kinematic viscosity and the speed of free deposition of quartz and free ascent of amber on the density of the suspension for particles size less than 5 mm are obtained. The non-linear character of the dependence of the speed of ascent of amber from the density of the suspension is set. The results obtained are the basis for the calculation constructional parameters and technological characteristics of the hydraulic classifiers of new construction

Energy estimation of the interaction of a roller vibratory classifier’s blade with crushed rock mass for solving design problems

The roller vibratory classifier is equipped with an impact device for implementing vibro-shock mode, which improves the classification efficiency, especially of viscous and wet materials. The new device is a disk nozzle with blades, which are made like petals of wearresistant polymer. The immersion of a petal at a given depth in a crushed rock mass is investigated experimentally. Theoretical studies includes pair correlation and regression analysis methods. It is obtained that an increase in humidity promotes penetration and leads to a decrease in the energy necessary for impact, whereas an increase in particle size and layer thickness leads to its increase. Analysis of regression equations makes it possible to establish the percentage ratio of influencing factors. The article presents mathematical models of impact energy from variable factors for the initial moisture content of the material, including separately for small classes (-2.5 + 1) mm and further, with variation of all three parameters in the range: layer thickness – 20-40 mm, particle size 1-10 mm, humidity – up to 9 %. The obtained correlation dependencies and regression models are necessary for improving the existing and designing new blade-type roller vibratory classifiers