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 (Кр=1,3-1,4), 0,55-0,65 м-1 – умеренном разрыхлении (Кр≈1,2) и 0,9-1,0 м-1 при сильно уплотненной руде (Кр=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 Vв и разрыхления Vр и коэффициент вторичного разрыхления kр’ находятся в соотношении
или
где kр1 – коэффициент разрыхления руды до выпуска;
kр2 - 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 kр1 = 1,3 - 1,4; kр2 =1,45 - 1,55; kр’ =1,07 - 1,1; Vр=(10-15) Vв
Для уплотненной руды kр1 = 1,2; kр2 =1,45; kр’ =1,2; Vр≈5 Vв
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.