13.4 Методы определения объемной массы полезного ископаемого в целике и разрыхленном виде

Учет добычи по замеру горных выработок и остатков на складах по­лезного ископаемого ведется в тоннах, а не в кубических метрах. Для пе­рехода от объемов к тоннам необходимо знать объемную массу в целике и разрыхленном (насыпном) виде.

Объемную массу в целике _ц определяют следующими методами: пробной вырубкой, гидростатическим, аналитическим и геофизическими методами.

Метод пробной вырубки применяют при слабых, трещиноватых, по­ристых и сильнозагрязненных посторонними примесями полезных иско­паемых.

Сущность метода состоит в следующем. В пласте вырубается правиль­ная фигура. Полезное ископаемое из такой пробной вырубки складывают в забое на брезент и сортируют, исключая видимую породу. Размеры пробной вырубки - величина постоянная, следовательно, известен и объем вырубки V_i . Полезное ископаемое от вырубки доставляется на поверхность и определяется вес Р_i .

Отсюда объемная масса из одной вырубки

а среднее значение _Цср из нескольких вырубок

Гидростатический лабораторный метод определения дает хорошие результаты при плотных и однородных по составу полезных ископаемых. Определение у_ц и содержания полезных и вредных компонентов, напри­мер золы в угле, обычно делают в химических лабораториях горных пред­приятий или геолого-разведочных организаций.

Объемную массу образца, взятого из забоя, вычисляют по формуле:

,

где Р₁,Р₂,Р₃ - соответственно массы образца полезного ископаемого, полученные при взвешивании на воздухе, в воде и снова на воздухе, когда поры его пропитаны водой.

При сильнопористых полезных ископаемых образцы парафинируются.

Аналитический метод определения _ц применяют при установлен­ной связи _ц = f(A^C) или _ц = f(C), где А^с - зольность угля; С - содержание полезного компонента в руде. Зависимости устанавливают, используя методы математической статистики и корреляционного анали­за.

Объемную массу, например, угля вычисляют по эмпирической форму­ле:

,

где _г - объемная масса образца, полученная при гидростатиче­ском взвешивании,

А ^C_вг - содержание внутренней золы в этом образце;

А^C _в - содержание внутренней золы угля на участках, подле­жащих разработке;

К - коэффициент, характеризующий изменение _ц при изме­нении зольности угля на один процент.

Геофизические методы определения _ц основаны на физических эффектах, используя коэффициенты поглощения при рассеянии в горной породе гамма-лучей. Эти коэффициенты пропорциональны плотности вещества.

Из рассмотренных методов определения _ц наиболее точным являет­ся метод пробной вырубки.

Объемную массу разрыхленного полезного ископаемого определяют:

- взвешиванием загруженных железнодорожных вагонов при извест­ной их кубатуре. Этот способ наиболее точный, так как здесь участвуют большие объемы;

взвешиванием отдельных проб, взятых из разных мест отвала и поме­щенных в заранее подготовленные ящики. Среднюю объемную массу раз­рыхленного полезного ископаемого вычисляют по формуле

Со временем отвалы уплотняются, соответственно этому меняется и величина _р во времени (рисунок 13.10,а). Если весовое количество угля на складе не меняется, то замеряя объем отвала V на разные периоды времени t_i, можно вычислить по формуле , а затем найти _p и построить для практического пользования график (рисунок 13.10 ,6) где _p=f(t).

Исследованиями также установлено, что величина _р связана с из­менением во времени качества полезного ископаемого. Например, при изменении зольности угля в отвале на один процент величина _р изме­няется на 0,005 т / м³.

Приближенное значение величины _р можно получить через коэффи­циент разрыхления, делая подсчет по формуле:

,

где - объемная масса полезного ископаемого в целике;

К - коэффициент разрыхления полезного ископаемого, равный 1,5-1,6.

Рисунок 13.10- Определение _р

a - по съемке отвала; б - по графику