Горный вестник Узбекистана 2006 №4

W α^sg

в единицу времени, равную продолжительности
^αi1 ^
1 i 1 2 2
voz i1
I
pes i 1
sg i1
(1)

цикла, подается
A_p реагентов, _{(1  p )} -я часть из ¹

них осаждается на твердой фазе и выводится из
где:  ^sg  α^sg
- содержание компонента в сгусти-

процесса,  _p -я переходит в водный раствор и нака-
i1
i1

пливается.
теле на предыдущем цикле;  ^voz  α^voz
- то же, в

i1 i1

В реальных ситуациях параметры  , W ,
A_p , I
возвратной воде;
 ^pes  α ^pes - содержание компо-

i1 i1

и  _p (с индексами или без индексов) из-за погреш-
нента в воде песков сгустителя.

Размерность  - единица массы компонента на единицу объема продукта. Содержание компонента в возвратной воде, поступившей в сгуститель на


a₁  1
_Wsv_ε


voz
I₁
^{ W} sv . (6)

1

2
предыдущем цикле, составит:
Содержание компонента в технологической воде
(свежая + слив сгустителя) есть средневзвешенное:

A ε  W α^sg k  W ^svα^sv

_αvoz _
p p sg i1 1 1 _{, (2)
W α}sg _{ W} sg _αsg
_αsg _{ μα}sg

1

i
i 1
^Wsg

• 
  _Wsv
  

_αtehn _
sg i
^Wsg
1 1 _

• 
  
  1
  _Wsg
  

i 1 ^,
1 μ

где:
_ sv _{ α}sv _и
 sv _{ α}sv
- содержание компо-

1 1

2 2
нента в свежей воде, подаваемой в процесс и сгу- ститель (вода может подаваться из внешнего источ-
где
sv

W
_{μ } - отношение массы свежей к массе
W

ника и быть загрязненной компонентом); k  1 - ^sg

коэффициент, учитывающий разложение компо- нента.
оборотной воды.
Из последней записи получаем:
α^sg  (1 μ)α^tehn  μα^{sg .}

 г/л
i i 1
Очевидно также, что:

α

i1 1
² sg
i1
 (1 μ)α^tehn  μα^{sv .}

i1

и

α

i
1,5
Подставим в формулу (3) последние выражения

1
0,5
для чим:
^sg α^sg , после ряда преобразований полу-

⁰ _αtehn _ ^a

• 
  μα^sg (1 а ) _{ а αtehn}
  

20 30 40 50 60 70 80
i
0 1 1
ⁱ 1 μ ¹
_i1 . (7)

Рис. 3. Проверка зависимости концентрации
В свою очередь, раскрывая в формуле (7) a₀ и

барды 2 в оборотной воде от числа смен
1,5 _а

1
0,5
0
20 30 40 50 60 70 80

α

и
работы установки i
₁ через выражения (4) и (6), окончательно запи-

Подставив
voz i1
W_voz из формулы (2) в (1),
шем:



i
A ε ε

• 
  μα^svI
  

• 
  W ^svα^sv (1 με
  

)  W ^sv (α^sv  μα^sv )

после несложных преобразований, получим линей- ное уравнение концентрации компонента в текущем цикле от концентраций на предыдущем:
_αtehn _
p p возвр

1. 
   1 1 1 voz
   

I₁(1 μ)

• 
  
  )
   _Wsv_{ε  W} sv α
  

2 2 1 _


. (8)

i

0 1
α^sg  a

• 
  a α^{sg , (3)}
  

(1 ¹
voz

Просчитывая по формуле (8) последователь-
I₁

2. 
   ^tehn
   

i1

i1
где: a , а - константы, определяемые параметрами
ность интервальных величин
α^tehn , представляется

0

2 2
схемы:
1
a₀ 
(A _p ε _p

• 
  
  1 1
  W ^svα^sv )ε
  

I₁


voz

• 
  _W sv_αsv _{, (4)}
  

i

lim
возможным определить время (число i) достижения предельной концентрации α^tehn .
Достоверность полученной расчетной формулы сравнивалась с экспериментальными данными, приведенными в [2], где были рассчитаны показате-

а₁  1
^Wsg
(1 ε_vozk )  W_pes
I₁
ли работы опытной флотационной установки на оборотной воде.

, (5)
Интервальность исходных данных для расчета осуществлены с 10%-ной абсолютной погрешно-

ε  ^W  ^W
стью для тех значений, которые были использованы

voz
voz voz _.
в экспериментах. Результаты, полученные по ин-

1
^Wtehn ^Wsg

• 
  _Wsv
  

тервальной модели (сплошные линии), двусторонне

Преобразуем значение а₁ . Исходя из балансо- вых соотношений:
аппроксимируют экспериментальные данные (точ-
ки) (рис. 3).
Анализ формул (3) и (8) показывает, что с ростом
i содержание компонента в сливе сгустителя в общей

W  W^sv  W^sv  W  W^sv  W^sv  W
(1 ε )

pes 1 2
pot
1 2 tehn voz
технологической воде достигает предельной величи-

После подстановки W в формулу (5) и про-
^{ны i  n ,} α^sv  α^{sv и αtehn  αtehn . Эта величина}

pes
i lim i
lim

стейших преобразований получим для k  1 :
зависит от величин коэффициентов _a0 и а₁ .

Результаты численных расчетов показывают, что применение методов интервального анализа для задач обогащения полезных ископаемых позволяют получать приемлемые границы при широком диапа-
зоне изменения исходных данных. С помощью со- четания стандартной и обобщенной интервальных арифметик можно существенно сузить интервалы- результаты.

Список литературы:

1. 
   Барский Л.А., Рубинштейн Ю.Б. Кибернетические методы в обогащении полезных ископаемых. – М.: Недра.-1970.
   
2. 
   Шупов Л.П. Моделирование и расчет на ЭВМ схем обогащения. – М.: Недра, 1980.
   
3. 
   Рубинштейн Ю.Б., Волков Л.А. Математические методы в обогащении полезных ископаемых. – М.: Недра.-1987
   
4. 
   Барский Л.А., Козин В.З. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых. - М.: Недра.-1978.
   
5. 
   Козин В.З. Контроль технологических процессов обогащения: Учебное пособие. Екатеринбург: Изд-во УГГГА.-2003.
   
6. 
   Вощинин А.П., Сотиров Г.Р. Оптимизация в условиях неопределённости. –Москва–София: Изд. МЭИ –Техника, 1989.
   
7. 
   Hansen E. A generalized interval arithmetic//Interval Mathematics/Ed.: K.Nickel.-New York etc.: Springer Verlag, 1975.- (Lecture notes in Computer Science. Vol. 29),-p.7-18.
   
8. 
   Moore R.E. Interval Analysis.-Englewood Cliffs. N.J.: Prentice-Hall. -1966.
   
9. 
   Калмыков С.А., Шокин Ю.И., Юлдашев З.Х. Методы интервального анализа. - Новосибирск: Наука, 1986.
   

УДК 622 © Воробьев А.Е., Гладуш А.Д., Чекушина Т.В. 2006 г.

ПРОМЫШЛЕННОЕ НЕФТЕОБРАЗОВАНИЕ В ЛИТОСФЕРНЫХ РЕАКТОРАХ КАК ФАКТОР ПРЕОДОЛЕНИЯ КРИЗИСА МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

Воробьев А.Е., зав. кафедрой горного и нефтяного дела РУДН, докт. техн. наук, профессор; Гладуш А.Д., проректор РУДН, доцент, канд. техн. наук; Чекушина Т.В., старший научный сотрудник ИПКОН РАН, доцент, канд. техн. наук

С ростом численности населения нашей планеты (табл. 1) неуклонно возрастает и степень негативно- го воздействия на биосферу. Это обусловлено тем, что с одной стороны, все больше добывается полез- ных ископаемых, заготавливается растительной и животной продукции, используются природные воды для производственных, жилищно-бытовых и сельскохозяйственных целей (табл. 2), вовлекается в сельскохозяйственный оборот мелиорированных земель, строится городов и населенных пунктов, производственных помещений и т.д., с другой сто- роны, хозяйственная деятельность человечества неуклонно сопровождается ростом объемов накоп- ления различного рода отходов производства и го- родского коммунального хозяйства, которые суще- ственно загрязняют природную среду.
Например, такие компоненты как мусор, отходы и отбросы в мировом масштабе накапливаются в количестве более 20¹⁰ т в год. Кроме этого, завер- шившийся XX в. отличался высочайшими темпами роста энергопотребления (табл. 3).
Однако обеспеченность мирового сообщества запасами нефти на 01.01.2000 г. составляла всего лишь 43 года. Поэтому уже сегодня целесообразен поиск и разработка принципиально новых страте- гий освоения углеводородного сырья.
К настоящему времени имеется разработанная
научная концепция техногенного воспроизводства твёрдых рудных минеральных ресурсов (как на по- верхности, так и в глубинах литосферы) (1-3). Дальнейшее её развитие предполагает изучение возможности, механизма и процессов контролируе- мого воспроизводства не только рудного сырья, но и нефти, которые отличаются от искусственного рудообразования (происходящего, главным обра- зом, за счет перераспределения в массиве горных пород химических элементов – металлов) необхо- димостью первичного синтеза полезного компонен- та, а лишь затем, – его миграции и концентрации.
В качестве основного источника для синтеза ис- кусственной нефти предполагается использование отходов жизнедеятельности человеческой цивили- зации, т.е. их полезная утилизация (ОВ).
Нами были исследованы и систематизированы основные факторы, определяющие синтез нефтепо- добных соединений из ОВ в специально сформиро- ванных для этого в литосфере реакторах (табл. 4).
Нефтегенерационный потенциал в значительной мере контролируется первоначальным составом ОВ, который в свою очередь определяется приро- дой исходного живого вещества и особенностями его последующих превращений.
Например, было установлено, что ОВ, обога- щенное водородом, требует гораздо больших тем-

№