Измельчение горной породы в центробежных мельницах

Процессы измельчения осуществляются различным оборудованием: мельницами, дезинтеграторами, дисмембраторами, истирателями, измельчителями. Основным недостатком оборудования является его относительно низкая эффективность, которая оценивается степенью измельчения, энергоемкостью процесса, износостойкостью рабочего органа. При скоростях удара 30…50 м/с степень дробления горных пород крепостью по Протодьяконову f = 7…11 не превышает трех. Создана опытно-промышленная центробежная мельница, на которой было произведено дробление различных горных пород. В результате исследований установлено, что необходимая для разрушения скорость куска горной породы определяется величиной эквивалентного диаметра и нелинейно увеличивается с уменьшением его диаметра. Получено уравнение, связывающее удельную энергоемкость разрушения куска горной породы с его эквивалентным диаметром. Установлено, что если дробление свободным ударом происходит в несколько стадий, то скорость куска перед последующим ударом должна определяться с учетом величины максимального куска, образовавшегося после предыдущего удара. Сделан вывод, что степень конструктивного совершенства и эффективность работы центробежных мельниц целесообразно оценивать по отношению индекса Бонда к степени измельчения. Центробежные мельницы, осуществляющие измельчение только свободным ударом, менее эффективны, чем машины, производящие измельчение ударом, истиранием, раздавливанием, сколом.

Афанасьев А. И., Зубов В. В., Симисинов Д. И., Чиркова А. А. Измельчение горной породы в центробежных мельницах // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 3. – С. 18–29. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_3_0_18.

Афанасьев Анатолий Ильич¹ — докт. техн. наук, профессор, профессор, e-mail: gmf.tm@m.ursmu.ru, ORCID ID: 0000-0002-7869-9208,
Зубов Владимир Владимирович¹ — канд. техн. наук, доцент, доцент, e-mail: v.zubov.r66@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0003-0659-9870,
Симисинов Денис Иванович¹ — докт. техн. наук, доцент, зав. кафедрой, e-mail: 7sinov@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-6095-0073,
Чиркова Алена Анатольевна¹ — канд. техн. наук, доцент, доцент, e-mail: alena.chirkova@m.ursmu.ru,
¹ Уральский государственный горный университет.

Симисинов Д.И., e-mail: 7sinov@mail.ru.

1. Абдулова С. Р. Вибрационные мельницы: аспекты классификации // Вестник ИрГТУ. — 2015. — № 3 (98). — С. 30—34.

2. Матвеев А. И., Винокуров В. Р. Разработка конструкции нового измельчителя горных пород комбинированного действия // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. — 2020. — Т. 25. — № 3. — С. 63—73. DOI: 10.31242/2618-9712-2020-25-3-6.

3. Савиных П. А., Исупов А. Ю., Иванов И. И. Определение основных кинематических показателей движения частицы в канале распределительной чаши центробежно-роторного измельчителя // Вестник НГИЭИ. — 2020. — № 7(110). — С. 37—46.

4. Батыров В. И., Апхудов Т. М. Обоснование основных конструктивных и технологических параметров двухвалкового роторного измельчителя // Известия Кабардино-Балкарского государственного аграрного университета. — 2022. — № 4 (38). — С. 87—97. DOI: 10.55196/24113492-2022-4-38-87-97.

5. Aleksandrova T., Nikolaeva N., Afanasova A., Romashev A., Kuznetsov V. Justification for criteria for evaluating activation and destruction processes of complex ores // Minerals. 2023, vol. 13, no. 5, article 684. DOI: 10.3390/min13050684.

6. Барон Л. И., Хмельковский И. Е. Разрушаемость горных пород свободным ударом. — М.: Наука, 1971. — 203 с.

7. Голованов А. В., Габов В. В., Сапожников А. И. Обоснование энергосберегающих технологий дезинтеграции горных пород // Горный журнал. — 2012. — № 11. — С. 11—14.

8. Андреев С. Е. Закономерности измельчения и исчисления характеристик гранулометрического состава. — М.: Металлургиздат, 1959. — 437 с.

9. Belov N. N., Plyaskin A. S., Klopotov A. A., Yugov A. A., Bunkov V. E., Potekaev A. I., Yugov N. T., Useinov E. S. Deformation and fracture of sandwich concrete structures reinforced with carbon fiber under shock-wave loading // Russian Physics Journal. 2022, vol. 64, no. 10, pp. 1977—1983. DOI: 10.1007/s11182-022-02530-7.

10. Белов Н. Н., Бирюков Ю. А., Росляк А. Т., Югов Н. Т., Афанасьева С. А. Процессы ударного взаимодействия частиц керамических материалов при измельчении в пневмоциркуляционном аппарате // Теоретические основы химической технологии. — 2005. — Т. 39. — № 3. — С. 327—333.

11. Горлов И. В., Митусов П. Е., Беляев А. М. Анализ процесса измельчения слабых горных пород // Уголь. — 2022. — № 6 (1155). — С. 44—47. DOI: 0.18796/0041-5790-2022-6-44-47.

12. Румшинский Л. З. Математическая обработка результатов эксперимента. — М.: Наука, 1971. — 176 с.

13. Petrov V., Kuznetsov N., Morozov I. Experimental studies of energy technology indicators during ore crushing at a processing plant / 2020 IEEE International Conference on Advent Trends in Multidisciplinary Research and Innovation (ICATMRI). IEEE, 2020, pp. 1—4.

14. Adewuyi S. O., Ahmed H., Ahmed H. M. A. Methods of ore pretreatment for comminution energy reduction // Minerals. 2020, vol. 10, no. 423, pp. 1—23. DOI: 10.3390/min10050423.

15. Zubov V. V., Simisinov D. I., Akhlyustina N. V., Khazin M. L., Davydov S. Ya. Determination of the parameters of a counterblow grinder // Refractories and Industrial Ceramics. 2018, vol. 58, no. 5, pp. 521—524. DOI: 10.1007/s11148-018-0136-1.

16. Yusupov T. S., Baksheeva I. I., Rostovtsev V. I. Analysis of different-type mechanical effects on selectivity of mineral dissociation // Journal of Mining Science. 2015, vol. 51, no. 6, pp. 1248—1253. DOI: 10.1134/s1062739115060552.

17. Барон Л. И., Коняшин Ю. Г., Курбатов В. М. Дробимость горных пород. — М.: Изд-во АН СССР, 1963. — 348 с.

18. Винокуров В. Р., Матвеев А. И. Разработка методики расчета рабочих параметров работы центробежных аппаратов измельчения многократного динамического воздействия // Наука и образование. — 2012. — № 1. — С. 32—34.

19. Матвеев А. И., Винокуров В. Р., Львов Е. С. Развитие метода разрушения «свободным» ударом при реализации способа многократного динамического воздействия для процессов рудоподготовки / Материалы XI Конгресса обогатителей стран СНГ. —М., 2017. — С. 376—379.

20. Purhamadani E., Bagherpour R., Tudeshki H. Energy consumption in open-pit mining operations relying on reduced energy consumption for haulage using in-pit crusher systems // Journal of Cleaner Production. 2021, vol. 291, article 125228. DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.125228.

21. Wegener K., Bleicher F., Krajnik P., Hoffmeister H.-W., Brecher C. Recent developments in grinding machines // CIRP Annals. 2017, vol. 66, no. 2, pp. 779—802. DOI: 10.1016/j.cirp.2017. 05.006.

22. Rodriguez J., Pontt J., Newman P., Musalem R., Miranda H., Morán L., Alzamora G. Technical evaluation and practical experience of high-power grinding mill drives in mining applications // IEEE transactions on industry applications. 2005, vol. 41, no. 3, pp. 866—874. DOI: 10.1109/TIA. 2005.847321.