Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A geometric approach to evaluating the results of Polish copper ores beneficiation

Foszcz D., Niedoba T., Tumidajski T.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2018

|

T. 34, z. 2

55--66

EN

The separation or beneficiation processes are conducted in many devices and concern many various types of minerals and raw materials. The aim of conducting these processes is always to achieve the best possible results allowing as much of the useful component as possible to be obtained by maintaining reasonable costs of the process. Therefore, it is important to have the possibility to monitor the process effects and to have efficient tools to evaluate the course of it. Generally, the ore’s ability to partition into concentrate and tailings is called its efficiency, upgradeability etc. It can be said that there is no unambiguous measure of upgradeability and there are many factors in use which enable to evaluate it qualitatively. Among them are such commonly known parameters as: recovery, losses, yield, upgrading ratio and many others. They are based on three principal parameters that is the average content of the useful component α, the contents of this component in concentrate β and the contents of this component in tailings ϑ. For a given ore (assuming that α = constant), the multi-product separation results can be treated as points of a trajectory located on the surface of factor w in a three dimensional space (β, ϑ, w). The course of the trajectory depends on the ore petrographic and mineralogical properties preparation for the process. For these reasons, searching for optimal (potential) possibilities of the ore is relative, which is presented in the example of Halbich, Fuerstenau and Madej upgrading curves. Such curves are efficient tools to evaluate the course of a separation (beneficiation) process and each of their types allow the effects to be shown in different perspective. Apart from this, they allow also the optimal feed conditions to conduct a certain process with aim of achieving the expected results to be found. Furthermore, the effect of the ore preparation on the flotation results, on the sum of recoveries of the useful component in concentrate and residual recovery in tailings is presented in the paper. The results indicated that any additional contamination of concentrate should be taken into account during the organization of the flotation process. In this way, the results of fractionated flotation have much valuable information to establish the course of the process.

PL

Procesy rozdziału czy wzbogacania prowadzone są za pomocą wielu typów urządzeń i dotyczą wielu różnorodnych minerałów i surowców. Celem prowadzenia tych procesów jest zawsze uzyskanie możliwie najlepszych wyników, które umożliwią uzysk tak dużej ilości składnika użytecznego, jak tylko jest to możliwe, przy utrzymaniu rozsądnych kosztów prowadzenia procesu. Zatem istotne jest, aby istniała możliwość monitorowania efektów procesu oraz aby dysponować efektywnymi narzędziami oceny jego przebiegu. Ogólnie, zdolność rudy do rozdziału na produkty, którymi są koncentrat i odpad nazywa się jego wzbogacalnością. Można powiedzieć, że nie istnieje jedna uniwersalna miara wzbogacalności, a w użyciu jest wiele wskaźników, które umożliwiają jej jakościową ocenę. Między nimi są tak powszechnie znane wskaźniki, jak uzysk, straty, wychód, wskaźnik wzbogacania oraz wiele innych. Bazują one na trzech głównych parametrach, którymi są średnia zawartość składnika użytecznego w nadawie α, zawartość tego składnika w koncentracie β oraz zawartość tego składnika w odpadzie ϑ. Dla konkretnej rudy (przy przyjęciu, że α = constant) wyniki rozdziału na wiele produktów można traktować jako punkty na trajektorii, zlokalizowane na powierzchni wskaźnika w trójwymiarowej przestrzeni (β, ϑ, w). Przebieg trajektorii zależy od przygotowania właściwości petrograficznych i mineralogicznych rudy do procesu. Z tych powodów poszukiwanie optymalnych (potencjalnych) możliwości wzbogacania rudy jest relatywne, co można zaobserwować na przykładzie krzywych wzbogacalności Halbicha, Fuerstenau’a i Madeja. Takie krzywe są efektywnymi narzędziami oceny przebiegu procesu rozdziału (wzbogacania) i każdy z ich typów pozwala na przedstawienie efektów z innej perspektywy. Ponadto, pozwalają one również na znalezienie optymalnych warunków nadawy do prowadzenia danego procesu z celem osiągnięcia oczekiwanych wyników. Co więcej, wpływ przygotowania rudy na wyniki flotacji, sumę uzysków składnika użytecznego w koncentracie oraz uzysk reszt w odpadach zostały zaprezentowane w artykule.

2

Application of multi-parameter data visualization by means of multidimensional scaling to evaluate possibility of coal gasification

Jamróz D., Niedoba T., Surowiak A., Tumidajski T., Szostek R., Gajer M.

Archives of Mining Sciences

|

2017

|

Vol. 62, no. 3

445--457

EN

The application of methods drawing upon multi-parameter visualization of data by transformation of multidimensional space into two-dimensional one allow to show multi-parameter data on computer screen. Thanks to that, it is possible to conduct a qualitative analysis of this data in the most natural way for human being, i.e. by the sense of sight. An example of such method of multi-parameter visualization is multidimensional scaling. This method was used in this paper to present and analyze a set of seven-dimensional data obtained from Janina Mining Plant and Wieczorek Coal Mine. It was decided to examine whether the method of multi-parameter data visualization allows to divide the samples space into areas of various applicability to fluidal gasification process. The “Technological applicability card for coals” was used for this purpose [Sobolewski et al., 2012; 2013], in which the key parameters, important and additional ones affecting the gasification process were described.

PL

Metody służące do wizualizacji złożonych, wielowymiarowych danych poprzez transformację przestrzeni wielowymiarowej do dwuwymiarowej umożliwiają prezentację tych danych na ekranie komputera. Tym samym są przystępnym instrumentem analizy zbiorów danych, pozwalającym wykorzystać połączenie naszego wzroku z mocą naszej osobistej sieci neuronowej (mózgu) do wyodrębnienia z danych cech, których zauważenie przy pomocy innych metod może być bardzo trudne. W artykule zastosowano jedną z takich metod – skalowanie wielowymiarowe – w celu sprawdzenia, skuteczności tej metody do analizy próbek węgla ze względu na jego przydatność do procesu zgazowania w kotle fluidalnym. W tym celu pobrano próbki dwóch węgli, z KWK „Wieczorek” (węgiel typu 32) oraz ZG „Janina” (węgiel typu 31.2), które następnie miały być poddane testom pod względem ich przydatności do zgazowania. Każda z próbek została zbadana ze względu na cechy, których określone poziomy są kluczowe oraz wskazane w kontekście procesu zgazowania według „Karty przydatności węgli do zgazowania” (Sobolewski et al., 2012; 2013). Każdy z węgli został rozdzielony na osadzarce pierścieniowej (10 pierścieni, uziarnienie węgla 0-18 mm) w wyniku czego powstało pięć warstw (po 2 pierścienie każda). Następnie każda z warstw została rozsiana na 10 klas ziarnowych. Tak otrzymane produkty zostały poddane technicznej oraz chemicznej analizie (ogółem 50 próbek z ZG „Janina” oraz 49 próbek z KWK „Wieczorek” – klasa ziarnowa 16-18 mm w tej drugiej kopalni nie została uzyskana i pomiar był niemożliwy do zrealizowania. Tym samym otrzymano takie parametry do analizy jak: zawartość siarki, zawartość wodoru, zawartość azotu, zawartość chloru, zawartość węgla organicznego, ciepło spalania oraz zawartość popiołu. W wyniku przeprowadzonych badań oraz porównania ich z wymogami prezentowanymi w „Karcie przydatności węgli do zgazowania” okazało się, że tylko 18 próbek spełnia wszystkie wymogi, z czego aż 17 pochodziło z KWK „Wieczorek”. Postanowiono poddać ocenie wszystkie próbki bardziej złożonej obserwacji – wielowymiarowej analizie danych za pomocą skalowania wielowymiarowego. W rozdziale 3 przedstawiono szczegółowo zastosowaną metodologię analizy wraz z opisem algorytmu. Następnie, w rozdziale 4 przedstawiono wyniki obserwacji przeprowadzonych za pomocą opracowanego w tym celu programu komputerowego, napisanego w języku C++. Rysunki 1-3 przedstawiają sytuację, gdzie dane reprezentujące próbki węgla mniej lub bardziej przydatne do zgazowania zaczynają tworzyć podgrupy. Proces grupowania został przedstawiony etapowo, tzn. rys. 1 prezentuje sytuację wyjściową, Rys. 2 sytuację przy bardzo małej wartości parametru ITER = 5, zaś Rys. 3 najlepszy możliwy widok, otrzymany przy wartości parametru ITER = 340. Widać na tym rysunku, że obrazy punktów reprezentujących próbki węgla bardziej oraz mniej podatnego na zgazowanie zajmują osobne podobszary. Widać, że na całym obszarze rysunku, podobszary te można łatwo od siebie odseparować. Przez to możemy na podstawie tego rysunku stwierdzić, że skalowanie wielowymiarowe pozwala podzielić przestrzeń próbek na obszary o różnej przydatności do procesu zgazowania fluidalnego. Dzięki temu analizując następne, nieznane próbki możemy poprzez ich wizualizację zakwalifikować je do grupy bardziej podatnych na zgazowanie lub mniej podatnych na zgazowanie. Ważne jest to szczególnie dlatego, ponieważ w analizowanej sytuacji próbki węgla bardziej podatnego na zgazowanie zajmują wnętrze siedmiowymiarowego prostopadłościanu – co jest znacznym uproszczeniem. Wynika to bezpośrednio z faktu, iż przyjęte warunki określające przynależność do tej grupy („Karta przydatności Technologicznej węgla”) to proste nierówności przy pomocy których łatwo można sprawdzić taką przynależność. W rzeczywistości, może się jednak okazać, że obszar przynależności może mieć znacznie bardziej skomplikowany kształt. Wtedy na podstawie większej ilości próbek, których przynależność do klasy węgla bardziej podatnego na zgazowanie zostanie stwierdzona empirycznie, można będzie próbować przy pomocy skalowania wielowymiarowego uzyskać podział przestrzeni na obszary reprezentujące próbki węgla bardziej oraz mniej podatnego na zgazowanie. Rys. 4 przedstawia podobny podział, ale bez wzięcia pod uwagę parametru „zawartość chloru”. Również i w tym przypadku próbki węgla mniej lub bardziej podatnego na zgazowanie tworzą wyraźne podgrupy. Przy pominięciu parametru „zawartość chloru” już 78 próbek (37 z ZG „Janina” oraz 41 z KWK „Wieczorek”) z analizowanych 99-ciu spełniałoby wymogi zawarte w „Karcie przydatności węgla do zgazowania”. Rys. 5 przedstawia inne podejście do analizowanych próbek węgla. Tym razem za kryterium podziału przyjęto pochodzenie węgla z KWK „Wieczorek” lub ZG „Janina”, bez rozpatrywania ich w kontekście przydatności do zgazowania. Również i tym razem okazało się, że zastosowana metodologia pozwala stwierdzić możliwość efektywnego rozdzielenia, a tym samym prawidłowego rozpoznania analizowanych próbek węgla. Tym samym dowiedziono, że metoda skalowania wielowymiarowego może być bardzo przydatnym narzędziem podczas wieloparametrycznej analizy próbek różnego typu węgli.

3

Accuracy of separation parameters resulting from errors of chemical analysis, experimental results and data approximation

Foszcz D., Duchnowska M., Niedoba T., Tumidajski T.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2016

|

Vol. 52, iss. 1

98--111

EN

Accuracy of determination of different separation parameters and selectivity indicators depends on the error of chemical analysis of feed and separation products as well as experimental and approximation errors. In this paper different selectivity parameters were considered which formulae was based on the content of useful component in the feed, concentrate and tailing. It was shown that the impact of chemical analysis on the selectivity parameters was small and the error determined by means of partial derivative approach for a copper ore upgraded by flotation was negligible. Also experimental errors were found to be insignificant. The largest errors occurred for approximation of the upgrading data with inadequately selected selectivity indicators.

4

The use of the visualisation of multidimensional data using PCA to evaluate possibilities of the division of coal samples space due to their suitability for fluidised gasification

Jamróz D., Niedoba T., Surowiak A., Tumidajski T.

Archives of Mining Sciences

|

2016

|

Vol. 61, no. 3

523--535

EN

Methods serving to visualise multidimensional data through the transformation of multidimensional space into two-dimensional space, enable to present the multidimensional data on the computer screen. Thanks to this, qualitative analysis of this data can be performed in the most natural way for humans, through the sense of sight. An example of such a method of multidimensional data visualisation is PCA (principal component analysis) method. This method was used in this work to present and analyse a set of seven-dimensional data (selected seven properties) describing coal samples obtained from Janina and Wieczorek coal mines. Coal from these mines was previously subjected to separation by means of a laboratory ring jig, consisting of ten rings. With 5 layers of both types of coal (with 2 rings each) were obtained in this way. It was decided to check if the method of multidimensional data visualisation enables to divide the space of such divided samples into areas with different suitability for the fluidised gasification process. To that end, the card of technological suitability of coal was used (Sobolewski et al., 2012; 2013), in which key, relevant and additional parameters, having effect on the gasification process, were described. As a result of analyses, it was stated that effective determination of coal samples suitability for the on-surface gasification process in a fluidised reactor is possible. The PCA method enables the visualisation of the optimal subspace containing the set requirements concerning the properties of coals intended for this process.

PL

Proces zgazowania węgla jest jedną z technologii, które zyskują coraz szerszą uwagę wśród technologów zajmujących się jego przeróbką i utylizacją. Ze względu na typ zgazowania wyróżnia się dwa główne sposoby: zgazowanie naziemne i podziemne. Każdy z tych typów można jednak przeprowadzić za pomocą różnych technologii. W przypadku zgazowania naziemnego, jedną z takich technologii jest zgazowanie w reaktorze fluidalnym. Do tego typu zgazowania zostały opracowane wytyczne w ramach projektu NCBiR nr 23.23.100.8498/R34 pt. „Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii” w ramach strategicznego programu badań naukowych i prac rozwojowych pt. „Zaawansowane technologie pozyskiwania energii” (Marciniak-Kowalska, 2011-12; Sobolewski et al., 2012; 2013; Strugała et al., 2011; 2012). Autorzy wybrali główne z tych wytycznych, dotyczących zalecanych poziomów określonych cech węgla. W celu zbadania węgla pod kątem ich przydatności do zgazowania pobrano próbki dwóch węgli: pochodzących z Zakładu Górniczego Janina oraz z Kopalni Węgla Kamiennego Wieczorek. Każdy z tych węgli został poddany procesowi wzbogacania w laboratoryjnej osadzarce pierścieniowej (10 pierścieni, węgiel w klasach wydzielonych z przedziału 0-18 mm). Po zakończeniu procesu rozdziału materiał podzielono na 5 warstw (po 2 pierścienie) i każdy z nich rozsiano na sitach na 10 klas ziarnowych, ustalając wychody warstw i klas. Następnie, tak otrzymane produkty – klasy ziarnowe, po wydzieleniu analitycznych próbek, poddano chemicznej analizie elementarnej i technicznej węgla, w celu scharakteryzowania właściwości wpływających na procesy zgazowania. Łącznie z obu kopalń uzyskano 99 próbek (50 z kopalni Janina oraz 49 z kopalni Wieczorek – w jednej z warstw nie uzyskano klasy 16-18 mm) charakteryzowanych przez następujące parametry: zawartość siarki całkowitej, zawartość wodoru, zawartość azotu, zawartość chloru, zawartość węgla całkowitego, ciepło spalania oraz zawartość popiołu. Przykładowe dane dla jednej z otrzymanych warstw przedstawiono w tabeli 1. Dodatkowo wykorzystano kartę przydatności technologicznej węgla (Sobolewski et al., 2012; 2013), w której opisano parametry kluczowe, istotne oraz dodatkowe, mające wpływ na proces zgazowania. Na jej podstawie oznaczono próbki węgla, które w sposób efektywny poddają się procesowi zgazowania. W celu wizualizacji danych zastosowano jedną z nowoczesnych metod wielowymiarowej statystycznej analizy czynnikowej – metodę PCA (ang. Principal Component Analysis). W metodzie tej dokonuje się rzutu prostopadłego wielowymiarowych danych na płaszczyznę reprezentowaną przez specjalnie wybrane wektory V1,V2. Są to wektory własne, odpowiadające dwóm największym (co do modułu) wartościom własnym macierzy kowariancji zbioru obserwacji. Opisany dobór wektorów V1,V2 pozwala uzyskać obraz na płaszczyźnie prezentujący najwięcej zmienności danych. Algorytm i zasady tej metody zostały szczegółowo zaprezentowane w podrozdziale 3 artykułu. Za pomocą metody PCA dokonano trzech typów analiz. Pierwszy obraz miał na celu rozpoznanie, czy możliwa jest identyfikacja pochodzenia węgla, czyli rozdział węgla pochodzącego z ZG Janina od węgla z KWK Wieczorek. Odpowiedź była twierdząca. Na tak przygotowane dane narzucono następnie warunki wynikające z nałożenia wymogów określonych w karcie przydatności technologicznej węgla. Okazało się, że przy wzięciu pod uwagę wszystkich warunków jedynie 17 próbek z ZG Janina i zaledwie jedna z KWK Wieczorek spełnia wszystkie kryteria, co przedstawiono na rysunku 2. Stwierdzono, że dzieje się tak głównie z powodu zawartości chloru, która wykracza poza nałożone limity. Cecha ta nie wpływa jednak w kluczowy sposób na sam proces zgazowania a istotna jest ze względu na aspekt ochrony środowiska. Dlatego dokonano podobnej analizy, ale przy odrzuceniu warunku dotyczącego tej cechy. Po odrzuceniu wymogów dotyczących zawartości chloru okazało się, że 37 próbek z ZG Janina oraz 41 próbek z KWK Wieczorek spełnia pozostałe zalecenia odnośnie naziemnego zgazowania w reaktorze fluidalnym. Jest to potwierdzenie wcześniejszych obserwacji autorów w tym zakresie. W obu przypadkach wizualizacja wielowymiarowa przy użyciu PCA pozwoliła stwierdzić, że obrazy punktów reprezentujących próbki węgla bardziej podatnego na zgazowanie oraz mniej przydatnego do zgazowania zajmują osobne podobszary przestrzeni oraz gromadzą się w skupiskach, które można łatwo od siebie odseparować. Stwierdzono więc, że metoda PCA pozwala podzielić przestrzeń próbek na obszary o różnej przydatności do procesu zgazowania fluidalnego zarówno gdy przyjęto ograniczenie dotyczące zawartości chloru jak i przy jego pominięciu. Zastosowanie metody PCA w celu identyfikacji przydatności próbek węgla do zgazowania jest nowatorskie i nie było wcześniej stosowane. Istnieje możliwość zastosowania również innych metod w tym zakresie. Należy jednak podkreślić, że niewątpliwą zaletą metody PCA jest fakt, że w trakcie wizualizacji nie ma konieczności doboru żadnych parametrów w przeciwieństwie do wielu innych metod wizualizacji wielowymiarowych danych.

5

Attempt of Determining Optimal Values of Mineral Raw Materials Beneficiation Factors

Foszcz D., Niedoba T., Tumidajski T.

Inżynieria Mineralna

|

2015

|

R. 16, nr 2

283--292

EN

The methods of determining so-called optimal conditions of mineral raw materials beneficiation were presented in the paper. The copper ore from deposits of KGHM Polska Miedź, region Polkowice as well one of hard coals originated from Upper Silesia, coal mine Janina were selected to the research. It was stated that on the basis of balance equation is possible to determine optimal characteristics of beneficiated material. To determine the optimal point, Authors used commonly known upgrading curves, i.e. Halbich, Fuerstenau and Madej curves. For all of them the criteria of selecting optimal point were accepted as the point of the largest curvature. However, it occurred that for relation between sums of recovery in concentrate and sums of residuals recovery in tailings is possible to determine the extreme point which can be treated as the technological optimum. Accepting that α = const we face the problem of determining a conditional extreme of function of sums of useful component recovery in concentrate and sums of residuals recovery in tailings of two variables β and ϑ. This methodology was used for chosen copper ore and chosen hard coal. However it occurred that selection of the optimal point in the method of sums of recoveries is also ambiguous. It is worthy to notice that selection of technological optimum for researched raw material is also evaluation of its susceptibility to beneficiation. The whole paper was ended with conclusions.

PL

W artykule przedstawiono techniki określenia tzw. optymalnych warunków wzbogacania surowców mineralnych. Jako materiał do doświadczeń została wybrana ruda miedzi, pochodząca ze złóż KGHM Polska Miedź S.A., rejon Polkowice oraz jeden z węgli kamiennych Górnego Śląska, pochodzący z ZG Janina. Stwierdzono, że wychodząc z równania bilansu możliwe jest ustalenie optymalnych charakterystyk wzbogacanego materiału. Do wyznaczenia optymalnego punktu, autorzy zastosowali powszechnie stosowane krzywe wzbogacalności, tj. krzywą Halbicha, krzywą Fuerstenaua oraz krzywą Madeja. Dla wszystkich zastosowano kryteria wyboru punktu optymalnego, za który uznano punkt największej krzywizny. Okazało się jednak, że dla zależności sum uzysku w koncentracie i uzysku reszt w odpadach możliwe jest wyznaczenie ekstremum, które można potraktować jako optimum technologiczne. Przyjmując, że α = const mamy w tym przypadku do czynienia z problemem wyznaczania ekstremum warunkowego funkcji sum uzysku składnika użytecznego w koncentracie oraz uzysku reszt w odpadzie o dwóch zmiennych β i ϑ. Metodykę tą zastosowano dla wybranej rudy miedzi oraz wybranego węgla kamiennego. Okazało się jednak, że wybór punktu optymalnego w metodzie sumy uzysków również nie jest jednoznaczny. Należy przy tym zwrócić uwagę, że wskazanie optimum technologicznego badanego surowca jest zarazem oceną jego podatności na wzbogacanie. Całość pracy zakończono wnioskami.

6

Ocena wpływu stężeń zanieczyszczeń powietrza w GOP-ie na jakość powietrza w rejonie Opola i Kędzierzyna-Koźla

Tumidajski T., Siewior J., Foszcz D., Niedoba T.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2014

|

Tom 16, cz. 1

519--533

EN

The stochastic models of air pollution spreading may be used as good description of its changeability considering mean daily changes of mean temperature, winds velocity and their directions. Applying the earlier elaborated forms of models (equations 1 and 2) and the collected data the equations for Opole and Kędzierzyn-Koźle were determined. The obtained results were very satisfying (high statistical significance of models and their coefficients) for models a posteriori (equation 1) and models with applied dummy variables (equation 2) describing directions of air flow. It should be stated that the elaborated type of model is correct for every type of conditions for which it was designed what means evaluation of average daily concentrations of pollution in selected areas. The correctness of the model form should be verified by the more precise analyzes of this type of modeling conducted for other areas, not necessary located in the neighborhood of such polluted region as Upper Silesia.

7

Multi-criteria evaluation of coal properties in terms of gasification

Marciniak-Kowalska J., Niedoba T., Surowiak A., Tumidajski T.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 3

677--690

EN

This paper presents a comparative analysis of two types of coal taken from the ZG Janina and ZG Wieczorek coalmines. The aim of this study has been to analyze the suitability of the coal in the context of the gasification process. The types of coal vary considerably in terms of their characteristics. Each of them was subjected to treatment in a ten-ringed annular jig. A particle size of 0-18 mm constituted the feed. The separated coal was divided into five layers, each of them containing material from two additional annular jigs. Analysis of their characteristics was carried out for each of the five layers and for both types of coal obtained, taking into account both their physicochemical properties as well as chemical ones. Each of these characteristics was then presented in three-dimensional surface diagrams, where the ordinate (or Y-axis) and abscissa (X-axis) was the particle size and height in which the material ended up in the jig (expressed as a percentage of the total height of the device). On the basis of observations, it was found that the types of coal have different potential for gasification, although both types are within the limits specified on the basis of previous studies. A correlation analysis between particle size and remaining characteristics of coal was carried out for each of the layers, allowing to determine which of the studied characteristics induced changes significant from the point of view of the coal gasification process. The entire research and observation was supported by conclusions and findings, which shall form the basis for further, in-depth analysis of coal.

PL

Proces zgazowania węgla technologią naziemną jest coraz częściej rozważanym rozwiązaniem na całym świecie. Przyczyną tego stanu jest zarówno kwestia ochrony środowiska, jak i logistyki zagospodarowania produktów przeróbki węgla. Nie inaczej jest również w Polsce, gdzie od kilku lat proces zgazowania jest jednym z głównych tematów badawczych w dziedzinie polskiego górnictwa węglowego. Efektem tego jest szereg badań i doświadczeń, jak również publikacji naukowych. W artykule dokonano analizy porównawczej dwóch typów węgla kamiennego, które pobrane były w Zakładach Górniczych Janina (typ węgla 31.2) oraz Zakładach Górniczych Wieczorek (typ węgla 32). Węgle te znacząco się różnią pod względem charakterystyk. Każdy z nich został poddany rozdziałowi w osadzarce pierścieniowej o 10 pierścieniach. Nadawę stanowił węgiel o uziarnieniu 0-18 mm. Rozdzielony węgiel został podzielony na 5 warstw, z których każda zawierała materiał z dwóch kolejnych pierścieni osadzarki. Dla każdej z otrzymanych w ten sposób pięciu warstw dla obu typów węgli dokonano następnie analizy ich charakterystyk, biorąc pod uwagę zarówno cechy fizykochemiczne, jak i czysto chemiczne. Do tych pierwszych zaliczono takie parametry, jak zawartość węgla pierwiastkowego, zawartość popiołu oraz ciepło spalania, do drugich zaś zawartość azotu, zawartość chloru, zawartość siarki oraz zawartość wodoru. Szczegółowe dane dla dwóch skrajnych warstw przedstawiono w tabelach 1-4. Każdą z omawianych cech przedstawiono następnie na trójwymiarowych wykresach powierzchniowych, gdzie osiami rzędnych i odciętych były wielkość ziarna oraz wysokość, na której znalazł się materiał w osadzarce (wyrażona w procentach wysokości urządzenia). Wykresy te (rys. 1-8) stanowiły bazę do analizy porównawczej obu węgli pod kątem ich przydatności do procesu zgazowania naziemnego. Wyraźnie widać, że węgle te mają inny potencjał do zgazowania, choć oba typy mieszczą się w granicach wartości ograniczających (tab. 5), określonych na podstawie wcześniejszych badań. Następnie dokonano jeszcze analizy korelacji pomiędzy wielkością ziarna a pozostałymi charakterystykami badanych węgli dla każdej z warstw. Wyniki zobrazowano w tabeli 6. Przykładowo stwierdzono, że: – wraz ze wzrostem wielkości ziaren w warstwach zmieniają się ich związki z charakterystykami pierwiastkowymi węgli (w kolumnach (warstwach) następuje zmiana znaku współczynnika korelacji oraz miary jego istotności); – zasadnicze różnice występują dla siarki – dla KWK Wieczorek współczynniki te są ujemne, co świadczy o tym, że siarka w tym węglu jest prawdopodobnie siarką organiczną (w warstwach najcięższych poziom siarki maleje). Przeciwnie jest w ZG Janina, gdzie dla najcięższych warstw zawartość siarki nie zmienia się (co może być spowodowane znaczącym udziałem zrostów pirytowych). Chlor w ZG Janina koncentruje się zwłaszcza w klasach najdrobniejszych niezależnie od warstwy. Inaczej układają się współczynniki dla ZG Janina, ich istotność spada a dla warstw najcięższych ilość chloru nieznacznie wzrasta wraz z wielkością ziaren. Stopień uwęglenia w warstwach najlżejszych rośnie wraz ze wzrostem wielkości ziaren dla warstw najcięższych maleje. Można powiedzieć, że w KWK Wieczorek tylko ostatnia warstwa zawiera niewielkie zrosty węgla. Analiza współczynników korelacji dla ciepła spalania i zawartości popiołu prowadzi do analogicznych wniosków (ze względu na naturalne powiązania fizyczne tych właściwości). Współczynniki korelacji pomiędzy wielkością ziarna a zawartościami azotu w obu kopalniach układają się podobnie, przy czym zależności te są bardziej znaczące dla węgli z ZG Janina; dla obu węgli współczynniki są dodatnie dla trzech najlżejszych warstw i ujemne dla warstw najcięższych (azot występuje w większych i cięższych kawałkach węgla). Na podstawie dokonanych analiz można stwierdzić, iż oba węgle są dostatecznie dobre aby można je było poddać procesowi zgazowania, choć więcej cech sprzyjających temu procesowi posiada węgiel z KWK Wieczorek. Dalsze badania w tym aspekcie trwają i będą przedmiotem kolejnych publikacji.

8

Ekologiczne aspekty związane z efektami wysokociśnieniowego rozdrabniania w prasach walcowych

Saramak D., Tumidajski T., Gawenda T., Naziemiec Z.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2013

|

Tom 15, cz. 2

1580--1593

EN

The aim of the paper is an analysis of work effects of HPGR-based technological circuits in industrial mineral processing operations. High-pressure grinding rolls technology is currently one of the most effective methods of raw materials comminution both from the scope of the crushing products quality as well as the environmental effects associated with a lower environmental nuisance. In the first part of investigations the effective control of the particle size distribution of crushing products through the proper selection of operating pressure in the press. In the next stage the HPGR products were ground in a ball mill. The results showed that the grinding efficiency at higher values of operating pressure is greater, it was also observed a rapid increase in yield of the fine particle fractions, which can be directed to initial flotation operations. In the next stage, a methodological assumptions for optimization of a multi-stage comminution circuit were presented. In order to optimize the work effects of circuit the feed preparation manner for each stage of crushing should be taken into consideration. Another aspects which should not be missed are the crushing and grinding devices operating conditions (the relationship between the feed properties and the construction and operating parameters of the device) and characteristics of obtained products.

9

Heurystyczne modele procesów rozdrabniania jako podstawa symulacyjnej optymalizacji ich przebiegu

Tumidajski T.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2012

|

T. 28, z. 3

127-137

PL

Modelowanie matematyczne procesów przeróbczych jest zadaniem bardzo złożonym ze względu na losowy charakter rozdrabnianych materiałów, pozwalający jednak na zastosowanie ogólnie obowiązujących praw zachowania i transportu mas. Podstawową metodą opisu efektów procesów rozdrabniania jest określenie krzywych składu ziarnowego produktów. W artykule przedstawiono koncepcję stosowania cenzurowanych rozkładów wielkości ziarna, tzn. wzorów na dystrybuanty rozkładów: potęgowego, Weibulla, logarytmiczno-normalnego i logistycznego jako podstawy opisu prac kruszarek (wzory 1, 2, 3, 4). Cenzurowanie rozkładów realizowane jest poprzez przyjęcie rozmiaru maksymalnego ziarna dmax, a kształt ich dystrybuant zależy od parametrów kształtu i skali. Powiązanie parametrów technicznych urządzeń rozdrabniających z parametrami wzorów określających dystrybuanty produktów pozwala na stworzenie satysfakcjonujących modeli procesów rozdrabniania. Po zastosowaniu uogólnionych krzywych rozdziału możliwy jest opis procesów przesiewania (wzory 6a i 6b), a w dalszej kolejności układów procesów rozdrabniania. Optymalizację procesów produkcji kruszyw można oprzeć na wprowadzeniu funkcji celu określającej zysk w zależności od ilości poszczególnych sortymentów. W przypadku analizy układów rozdrabniania (wzór 10) w przygotowaniu nadawy do procesów wzbogacania, funkcję celu należałoby oprzeć na poziomach odsłonięcia minerałów użytecznych w klasach. W artykule pokazano możliwość symulacji przebiegu procesów rozdrabniania, prowadzącej do określenia warunków optymalnych pracy układów złożonych z procesów rozdrabniania i przesiewania. Zwrócono uwagę na konieczność budowy empirycznych modeli procesów mielenia, które będą stanowiły uzupełnienie modeli wynikających z heurystycznej analizy zjawisk. Omówiono także elementarne zasady doboru postaci modeli oraz ich modyfikacji polegające na uzasadnieniu zależności parametrów rozkładu od podstawowych parametrów technicznych maszyn oraz właściwości rozdrabnianych materiałów. Artykuł jest wstępem do zamierzonych szerszych badań uogólnionego podejścia do powiązania właściwości materiałów uziarnionych z efektami rozdrabniania.

EN

The mathematical modeling of mineral processing is a very complex task because of random character of comminuted materials. However, it allows applying of standard laws of mass preservation and mass transport. The basic method of description of comminution processes is determination of particles size distribution curves for products. In the paper, the concept of applying so-called censored distribution functions was presented, what means equations of exponential, Weibull, log-normand logistic distribution functions as the basis of crushers work description (formulas 1, 2, 3 and 4). The censoring of distribution functions is being realized through acceptation of maximum particle size dmax and the shape of them depends on shape and scale parameters. The joining of technical parameters of comminuting devices with parameters of equations describing distribution functions of products allows creating of satisfying models of comminution processes. After application of general forms of separation curves the description of sieving processes is possible (equations 6a and 6b) and then also of comminution systems. The optimization of aggregates production may be based on introduction of goal function determining profit dependably on amount of individual assortments. In case of analysis of comminution systems (formulae 10) in preparation of feed to beneficiation the goal function should be based on levels of useful minerals exposure in individual fractions. The paper shows the possibility of simulation of comminution processes course leading to determination of optimal conditions of systems containing comminution and sieving processes. Furthermore, the necessity of creation of empirical models for grinding processes was shown as they would be the compensation of models being result of heuristic analysis of phenomena. Also, the elementary rules of selection of models forms and their modifications based on justification of relations between distribution function parameters and basic technical parameters of devices as well characteristics of comminuted materials were discussed. The paper is the introduction to further research of general approach to joining grained materials characteristics with comminution effects.

10

Introduction to mathematical statistics of grained materials

Tumidajski T., Niedoba T., Saramak D.

AGH Journal of Mining and Geoengineering

|

2012

|

Vol. 36, no. 4

167-177

EN

Mineral processing called also minerallurgy concerns mainly separation of grained materials so, generally speaking sets of individual particles. The main subject of interest of minerallurgy is the application of particles sets segregated because of certain feature or group of features. The statistical description of grained materials and separation processes connected with them may be called as mathematical statistics of grained materials or minerallurgostatistics. The paper presents group of problems connected with adequate determination of basic definitions of such understood statistics like general population, methods of probability determination, definition of distribution curves, description of separation processes with application of mass balance law. Furthermore, the purposes of cycle of publications signaled by the paper which will precise language of statistics of grained materials, definitions and theorems. All of these works lead to unification of the language of description and its modernization.

PL

Przeróbka surowców mineralnych, nazywana także mineralurgią zajmuje się, generalnie rzecz biorąc, rozdziałem materiałów uziarnionych, czyli zbiorami pojedynczych ziaren. Przedmiotem zainteresowania mineralurgii jest wykorzystanie zbiorów ziaren posegregowanych ze względu na określoną ich cechę lub cechy. Opis statystyczny materiałów uziarnionych oraz procesów rozdziału z nimi związanych można nazwać statystyką matematyczną materiałów uziarnionych lub mineralurgostatystyką. W artykule przedstawiono zespół problemów związanych z prawidłowym określeniem podstawowych pojęć tak rozumianej statystyki, czyli pojęć populacji generalnej, sposobów określania prawdopodobieństw, definiowana krzywych składu, opisu procesów rozdziału z wykorzystaniem prawa zachowania masy (bilansu). Przedstawiono także cele, zapowiadanego przez artykuł, cyklu publikacji dopracowujących język statystyki materiałów uziarnionych, definicje i twierdzenia. Wszystkie te prace zmierzają do unifikacji języka opisu oraz daleko idącego jego uwspółcześnienia.

11

Prognozowanie stężeń zanieczyszczeń powietrza w GOP-ie modelami statystycznymi

Siewior J., Tumidajski T., Foszcz D., Niedoba T.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2011

|

Tom 13

1261-1274

PL

Propagację zanieczyszczeń powietrza można opisywać za pomocą modeli deterministycznych, wykorzystujących równania różniczkowe fizyki atmosfery lub modeli fenomenologicznych analizujących statystycznie zebrane dane pomiarowe. Zgodność obu typów modeli z danymi rzeczywistymi jest różna, zakres i sens ich stosowalności także są inne i wielokrotnie wybór modelu jest określony celem jego stosowania oraz posiadanym zbiorem danych. W przypadku analizy propagacji zanieczyszczeń w dużych aglomeracjach przemysłowych stosowanie modeli deterministycznych jest praktycznie niemożliwe ze względu na potrzeby w zakresie danych (charakterystyka źródeł topografii terenu, charakterystyk meteorologicznych itp.) i dlatego próbuje się wykorzystać fenomenologiczne podejście do problemu opisu propagacji z zastosowaniem różnych technik obliczeniowych - od prostych metod statystycznych do sieci neuronowych.

EN

Predicting of pollutants concentrations is very crucial for big cities and industrial agglomerations. It allows introduction of possible preventive activities with purpose of prevention to accumulation of concentrations as well warning people of possible states being dangerous to health for people from risk group, i.e. elders, people with cardiovascular diseases or people with respiratory system diseases. Upper Silesian Industrial Region (GOP) is one of the most polluted regions in Poland. Because of the location of several important heavy industrial plants it is necessary to constantly monitor concentrations of various dust and gas pollutants in this area. The paper presents the possibilities of stochastic modeling of air pollutants on the basis of data collected by monitoring stations and their application to pollutants concentrations forecasting. The data from following heating seasons from monitoring station in Zabrze concerning SO2 concentrations was applied to the analysis. The obtained models were statistically evaluated. Efficient modeling of daily SO2 concentrations should be based on regressive models with weights as well on adaptive approach to concentrations modeling dependably on forecasted synoptic situations. Documented heuristically statistical models allow to state that at unambiguous synoptic situation distinguished by low temperatures and windless weather, average limit values of concentrations of pollutants are expected to be exceeded. It is a manifestation of the compatibility of models with reality. An example of this is smog in Cracow recorded before the end of 2010, at meteorological conditions described above. The use of statistical methods of description of measurement data from the station allows for more accurate interpretation and documentation of the existing quantitative and even qualitative dependencies, which is not provided by purely numerical methods of modeling and predicting (e.g. neural networks).

12

Wielowymiarowe charakterystyki węgli jako podstawa do oceny i korekty technologii ich wzbogacania

Olejnik T., Surowiak A., Gawenda T., Niedoba T., Tumidajski T.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2010

|

R. 34, z. 4/1

207-216

PL

Jakość produktów handlowych (sortymenty grube i średnie oraz miały węglowe) powstających w cyklu produkcyjnym zależy przede wszystkim od jakości i stanu złóż węglowych, metod urabiania pokładów węglowych i technologii wzbogacania urobku. Wysoka jakość procesów wzbogacania węgla przyczynia się do powstawania lepszych koncentratów, a jakość i stan złóż węglowych, poprzez poprawienie sposobów urabiania pokładów węglowych mogą doprowadzić do zmniejszenia ilości odpadów powstających w kopalni oraz do zmniejszenia obciążenia maszyn i urządzeń ciągu technologicznego zakładu przeróbczego. Wpłynie to na mniejszą awaryjność maszyn i ograniczenia kosztów produkcji węgla. Generalnie rzecz biorąc, rozróżnia się cztery podstawowe układy wzbogacania węgli [12] w zależności od stopnia ich uwęglenia (klasyfikacji węgli), przy czym najbogatszym układem wzbogacania jest układ związany z węglami koksującymi. W pracy zaprezentowano wielowymiarową analizę węgla na przykładzie węgla energetycznego oraz węgla pochodzącego, między innymi, z kopalni "Bielszowice".

EN

Quality of trade products (thick and medium assortments and fine coals) being produced in production cycle depends mainly on quality and state of coal deposits, methods of treating coal fields as well technologies of yield beneficiation. The high quality of coal beneficiation processes causes production of better concentrates and adjustment of quality and state of coal deposits by introduction proper methods of coal fields processing may lead to lowering amounts of wastes produced by mine as well lowering the charge for devices and machines of technological system. This may influence on lower failure rate and limitation of coal production costs. Generally, there are four basic coal beneficiation systems [12] taking into consideration their coal contents (coals classification), while the most complex beneficiation system is the one connected with coking coals. The paper presents the multidimensional analysis of coal on the basis of energetic coal and coal originated, among others, from mine "Bielszowice".

13

Możliwości poprawy dokładności aproksymacji krzywych składu materiałów uziarnionych

Foszcz D., Saramak D., Tumidajski T., Niedoba T., Gawenda T.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2010

|

R. 34, z. 4/1

37-47

PL

Dokładność matematycznego opisu krzywych składu materiałów uziarnionych jest bardzo istotna w przeróbce kopalin. W artykule opisano różne statystyczne podejścia do tego zagadnienia, wskazując na ich zalety i wady podejść. Dla przykładowych składów ziarnowych użyto nie tylko znane równania GSA czy Weibulla, ale też inne. Wykazano ważność doboru w tych równaniach maksymalnego rozmiaru ziarna, które podczas rutynowych analiz sitowych jest trudne do określenia i prowadzi do stosowania tzw. rozkładów cenzurowanych. W pracy zastosowano także tzw. nieparametryczne metody opisu krzywych składu ziarnowego za pomocą szeregów Fouriera oraz funkcji jądrowych. Zastosowanie ich daje zazwyczaj lepszą dokładność matematycznego opisu krzywych składu ziarnowego, ale nie mogą być one podstawą interpretacji technologicznej. Ponadto w pracy przeprowadzono aproksymację krzywych składu ziarnowego metodą najmniejszych kwadratów z użyciem wag dla wychodów poszczególnych klas ziarnowych w próbce. Najlepsze wyniki aproksymacji uzyskano dla rozkładu logistycznego.

EN

The approximation adequacy of particle size distribution curves for various grained materials is very significant in many industrial processing investigations. The authors propose in the paper various approaches to this issue, indicating advantages and disadvantages of classical and non-classical statistical analyzes. On the basis of selected results of particle size distributions of certain grained material, the classical forms of approximated formulas were presented, i.e. GSA, Weibull and log-norm distribution functions. It was indicated that the acceptance of proper maximum particle size is difficult to determine and leads to application of the so-called censored distribution functions. Furthermore, the non-parametrical methods of approximation were applied, such as orthogonal Fourier series and kernel methods. Their application results usually in better adequacy of approximation, but they cannot be the basis for technological interpretation. Furthermore, the approximation by the least squared method was performed with application of weights. The best approximation results were obtained for the logistic distribution function.

14

Analiza możliwości prognozowania wyników wzbogacania polskich rud miedzi uwzględniającego stosowaną technologię

Foszcz D., Niedoba T., Tumidajski T.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2010

|

R. 34, z. 4/1

25-36

PL

W artykule zaproponowano metodykę prognozowania wyników wzbogacania polskich rud miedzi. Omówiono stosowane powszechnie typy krzywych wzbogacalności, które stanowiły podstawę do opracowania prognozy. W tym celu zastosowano cztery różne aproksymacje zależności lambda = lambda(Beta). Stwierdzono, że dają one jednak różne efekty przy przejściu na krzywą eta = eta(Beta), co spowodowane jest dużą wrażliwością eta na zmiany Beta. Druga zastosowana metoda bazowała na uzależnieniu parametrów opisujących określoną krzywą wzbogacalności od udziałów typów litologicznych w nadawie. Zastosowano w tym celu krzywe Della oraz Fuerstenaua. Otrzymane wyniki poddano ocenie, stwierdzając, że pełna prognoza wyników jest w zasadzie niemożliwa gdyż zależy od zbyt wielu czynników.

EN

The paper presents the proposal of methodology of Polish copper ores beneficiation results forecasting. The widely applied types of beneficiation curves were discussed, which were the basis for forecast. To this purpose, four various approximations of relations lambda = lambda(Beta) were taken into consideration. It was stated that they give various effects by transferring to curve eta = eta(Beta) what is caused by high sensitivity of eta on changes of Beta. The second applied method based on dependency of parameters describing certain beneficiation curve on contents of lithology types in feed. The Dell and Fuerstenau curves were applied to this purpose. The obtained results were then evaluated, indicating that the full forecast of the results is practically impossible to obtain because it depends on too many factors.

15

Badania energochłonności procesu mielenia oraz podatności na rozdrabnianie składników litologicznych polskich rud miedzi

Tumidajski T., Kasińska-Pilut E., Gawenda T., Naziemiec Z., Pilut R.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2010

|

T. 26, z. 1

61-72

PL

Polskie rudy miedzi są mieszaniną trzech typów litologicznych: piaskowców, łupków i węglanów. Każdy z tych typów charakteryzuje się innymi wartościami właściwości fizykomechanicznych, co wpływa na ilość energii potrzebnej na ich rozdrobnienie. Dalszą konsekwencją tego faktu jest inny przebieg rozdrabniania rudy mającej różne udziały typów oraz konieczność stosowania innego układu operacji wzbogacania przy różnych przepływach materiału w strumieniach. Przykładowe rozwiązania linii technologicznych wzbogacających różne, pod względem składu litologicznego, mieszanki (tab.1) przedstawiono na rysunku 1. Ocenę zapotrzebowania na energię potrzebną do zmielenia nadawy przeprowadzono metodą wyznaczania indeksów pracy Bonda. Wyniki analiz przedstawiono w tabelach 2 i 3. Wykazują one różnice wskaźników w zależności od lokalizacji próbki w złożu (także czasu pobrania). Badania te będą kontynuowane. Omówiono także wstępnie program dalszych badań pozwalających lepiej charakteryzować pracę układu przygotowania nadawy do wzbogacania.

EN

Polish copper ores are the mixtures of three lithologic types: sandstones, shales and carbonates. Each of them features by different values of physico-mechanical characteristics, what influences on amounts of energy required to their comminution. The further consequence of this fact is other course of comminution process of the ore having various lithologic types contents and necessity of application of the other beneficiation operations system by various material streams flows. The examples of solutions for technological systems beneficiating various mixtures taking into account lithologic composition were presented in table 1 and on fig. 1. The evaluation of energy demand needed to feed grinding process was conducted by themethod of Bond work indexes. The results of analyzes were shown in tables 2 and 3. They show the differences between factors in dependence on sample location in the deposit (also time of sampling). Furthermore, the program of further investigation was initially discussed, allowing to better characterize work of the system of feed preparation to beneficiation process. The research will be continued.

16

Aspects of comminution flowsheets design in processing of mineral raw materials

Saramak D., Tumidajski T., Brożek M., Gawenda T., Naziemiec Z.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2010

|

T. 26, z. 4

59-69

EN

The ore pretreatment process is based on suitable comminution of feed in order to liberate the useful minerals from ore. Industrial comminution is the most energy-consuming process in the entire concentration flowsheet which determines the obtained overall technological effects. The properly designed comminution circuit is therefore of crucial importance from the point of view of the economics of the concentrator. The suitably designed system is grounded on modern comminuting devices, particularly on high-pressure grinding rolls (HPGR). Together with the examination of the comminution circuit from the point of view of devices selection, the authors give a key-role to the feed characteristics issues, because these both aspects are the basis of the selection of the comminuting circuit ready to carry out the technological task. The authors take into consideration all possible aspects of a modern approach to modeling and optimization of mineral raw materials comminution flowsheets in order to maximize the technological (desired quality of the product), energy (reduction of energy-consuming of the process) and environmental (optimal utilization of the raw material) effects.

PL

Proces przygotowania rud do wzbogacania opiera się na odpowiednim rozdrobnieniu nadawy w celu uwolnienia minerałów użytecznych. Przemysłowe rozdrabnianie jest procesem najbardziej energochłonnym w całym układzie wzbogacania, determinuje uzyskiwane efekty technologiczne, zatem odpowiednio zaprojektowany układ rozdrabniania ma kluczowe znaczenie z punktu widzenia m.in. ekonomiki zakładu przeróbczego. Odpowiednio zaprojektowany układ opiera się na nowoczesnych urządzeniach rozdrabniających, w szczególności na wysokociśnieniowych prasach walcowych. Analizując układy rozdrabniania ze względu na dobór maszyn autorzy nadają także kluczową wagę kwestii charakterystyki nadawy do procesu przeróbki ponieważ obydwa aspekty są podstawą doboru układu rozdrabniania do realizacji konkretnego zadania technologicznego. Autorzy w artykule rozważają wszystkie możliwe problemy nowoczesnego podejścia do zagadnień modelowania i optymalizacji układów rozdrabniania surowców mineralnych w celu maksymalizacji efektów technologicznych (odpowiednia jakość produktów), energetycznych (redukcja energochłonności procesu) i środowiskowych (optymalne wykorzystanie surowca).

17

Aktualne tendencje w opisie i modelowaniu matematycznym procesów przeróbki materiałów uziarnionych

Tumidajski T.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2010

|

T. 26, z. 3

111-123

PL

Wiele konwencjonalnych metod i technik modelowania matematycznego ma ograniczone zastosowania w odniesieniu do układów przeróbki surowców mineralnych, a uzyskiwane modele mają specjalne cechy i ograniczenia. Masowe zastosowanie komputerów doprowadziło do tego, że klasyczne problemy projektowania i poszukiwanie optymalnych warunków stały się zadaniem z zakresu informatyki i odpowiednich procedur obliczeniowych. W artykule omówiono dość szeroko zastosowanie programowania ewolucyjnego do doboru optymalnych warunków pracy kruszarek szczękowych (wzory (1), (2) i (3)), prowadzące do projektów układów rozdrabniania. W wielu przypadkach wskazane jest stosowanie nieklasycznych (niestandardowych) metod statystycznych, z których omówiono metody bootstrapowe, metody bayesowskie i nieparametryczne sposoby estymacji gęstości rozkładów właściwości materiałów uziarnionych. Zostało także ogólnie scharakteryzowane wielowymiarowe podejście do opisu właściwości materiałów, ze zwróceniem uwagi na ich specyfikę.

EN

Many conventional methods and mathematical modeling techniques are limited in mineral processing systems applications giving the models of special features and limitations. The global applications lead to the situation where the classical designing tasks and searching for the optimal conditions became the problems from the field of informatics and certain calculating procedures. The paper presents widely the applications of evolutionary programming to select the optimal conditions for jaw crushers work (formulas (1), (2) and (3)), leading to designs of comminution technological systems. In many cases the application of non-classical statistical methods, like bootstrap, Bayesian and non-parametric methods of estimation of grained materials characteristics distribution functions is advisable. These methods were discussed in the paper. Furthermore, the multidimensional approach to the materials characteristics was generally presented, with special attention to their specific character.

18

Modele stochastyczne zanieczyszczeń powietrza w aglomeracjach przemysłowych

Tumidajski T., Foszcz D., Niedoba T., Siewior J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2009

|

Tom 11

543-554

EN

The Upper Silesian Industrial Region (GOP) is one of the most polluted regions in Poland. Because of the location of several important heavy industrial plants it is necessary to permanently monitor the various sort of dust and gas pollutantsconcentrations in this area. The paper presents the possibilities of stochastic air pollution modeling on the basis of data collected by monitoring stations. Several types of models were shown, including models applied in regions of big cities, like Stockholm, Vienna and Madrid, with special impact to so-called adaptive models. It was statistically proved that the formulae of the SO2 propagation model for the GOP S(t)=a+bS(t-1)+c(T-T0)2+d(v-v0)2+eQ1=eQ2. This equation was applied practically on the basis of the empirical data collected by selected monitoring stations.For the chosen monitoring station the directions of pollution flows and winds wereshown graphically (fig. 1). Nest step was derivation of the SO2 propagation model bytraditional regressive techniques (models from equations 6, 7 and 8), taking into considerationdirections of air flows, and adaptive models (fig. 3) basing on the previous model formulae. The obtained models were statistically evaluated. It occurred that the models considering air flows directions show changes of pollution propagation characteristics The advantage of adaptive models, which take into consideration data from previous periods of time, was proved, as they forecast concentration of pollution far better than the traditional regressive models.

19

Zastosowanie algorytmów genetycznych do modelowania procesów przeróbki surowców mineralnych

Gawenda T., Niedoba T., Przybycień K., Tumidajski T.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2009

|

R. 33, z. 4

101-111

PL

Dynamiczny rozwój nauk technicznych i związanych z nimi problemów ekonomicznych wymaga stosowania nowych, bardziej odpowiednich i precyzyjnych metod badawczych oraz pogłębionych analiz ilościowych. Istnieje wiele metod optymalizacyjnych, które znalazły zastosowanie w analizie układów procesów technologicznych przeróbki surowców mineralnych. W ostatnich latach w celach projektowania, symulacji oraz optymalizacji efektów pracy układów operacji zastosowano techniki obliczeniowe oparte na algorytmach genetycznych. W prezentowanym artykule wykorzystano tą metodę do estymacji współczynników wzoru opisującego pracę hydrocyklonu w oparciu o wyniki doświadczeń. Okazało się, że z zaprezentowanych czterech podejść do aproksymacji (estymacji) współczynników wzoru Plitta, metoda algorytmów genetycznych okazała się minimalnie najlepsza. Wykorzystanie algorytmów genetycznych w symulacji pracy urządzeń i układów procesów przeróbczych daje znakomite rezultaty pod warunkiem, że wykorzystywane przez nie modele heurystyczne dobrze odzwierciedlają warunki i efekty pracy urządzeń.

EN

The dynamic development of technical sciences and economical problems relied to it requires new, more appropriate and more precise researching methods and more detailed quantitative analyzes. There are many optimizing methods, which can be applied in analyzes if technological systems of mineral processing. Recently, the calculation methods based on the genetic algorithms were applied in purpose of designing, simulation and optimization of operation systems work effects. In the presented paper, this method was used to estimate coefficients of formulae describing hydrocyclone work on the basis of empirical results. It occurred that from the four presented approximation ways (estimation) of Plitt equation coefficients, the method of genetic algorithms was minimally the best. The application of genetic algorithms in simulation of devices and mineral processing systems is a very good solution if the applied heuristic models describe sufficiently well conditions and work effects of devices.

20

Wybrane problemy bilansowania produktów wzbogacania rud miedzi

Foszcz D., Niedoba T., Tumidajski T.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2009

|

R. 33, z. 4

71-80

PL

Prawidłowa ocena rozdziału nadawy na koncentrat i odpad jest kluczowym zagadnieniem w przeróbce surowców mineralnych. W pracy dokonano analizy bilansu produktów wzbogacania rud miedzi z Legnicko-Głogowskiego okręgu miedziowego. Uwzględniono błędy wyznaczania wychodów i uzysków, które są skutkiem niedokładności wynikających z poboru prób, niedokładności analiz chemicznych, jak również błędów będących efektem przesunięć czasowych powstawania produktów, które mogą być największe. Jako miary bezpośrednie dla oszacowań wychodu wybranego produktu i jego uzysku zastosowano wektory gradientu oraz ich błędy kwadratowe uzyskane metodą różniczki zupełnej. Następnie, za pomocą metody Grumbrechta oszacowano średnie wychody za okres podlegający bilansowaniu dla minimalizacji sum przyrostów Delta alfa, Delta beta oraz Delta v. Otrzymane wyniki porównano i poddano ocenie; omówiono niektóre możliwości rozliczania produkcji metalu w warunkach przemysłowych.

EN

The adequate evaluation of feed separation into concentrate and waste is the crucial problem of mineral processing. The paper presents the analysis of copper ores, originating from Legnica and Głogów copper deposit area, beneficiation products balance. The errors of yields determination, which are the effect of improper sample collections, inexactness of chemical analyzes, as well of errors being the effect of products arising time shifts (which can be the highest ones) were taken into consideration. As the measures of the direct errors of chosen product yield estimation, the gradient vectors and its quadratic errors given by total differential method were applied. Then, by Grumbrecht method, the mean values of yields for the balanced period were calculated for minimization of the sums of increments Delta alpha, Delta betha and Delta v. The given results were compared and evaluated; some of the possibilities of metal production calculations in industrial conditions were discussed.