Гранулометрический состав разрушенных пород

СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД В ОСОБЫХ СОСТОЯНИЯХ

 

 

Разрушение пород является основным процессом любой горной тех­нологии. Свойства продуктов разрушения (разрушенных пород) необхо­димы при проектировании процессов погрузки, транспортировки, склади­рования пород и др. Наиболее полно результаты осуществленного процес­са разрушения пород оцениваются их гранулометрическим составом. Гра­нулометрический состав (грансостав) представляет собой распределение кусков по размерам. Он задается таблично и графически. Сортировка кус­ков породы по размерам производится поштучным обмером, механиче­ской сортировкой (на грохотах) или планиметрическим методом. В горной практике чаще применяют последний метод. Для этого на развал породы накладывают масштабную сетку (палетку - шаблон) и производят подсчет процентного содержания кусков mi, попадающих в заданный интервал по крупности. Пусть грансостав разрушенной породы представлен в виде следующей таблицы:

Размер кусков , см	0- 10	10-20	20-30	30-40	40-50
Процентное содержание
Накопленный процент

Графически гранулометрический состав пород представляют в виде гистограммы или полигона распределения (рис.7.1а).

 

Рис. 7.1. Графическое изображение гранулометрического состава разрушенных пород

 

На практике часто бывает важным оценить не только содержание кусков данного размера (фракции), но и суммарное содержание кусков ме­нее определенного размера, например выход кондиционных кусков. Для этого строят кумулятивную кривую (кумуляту), где по оси ординат откла­дывают накопленный процент (см. рис.7.1). В таблице накопленный про­цент показан в последней строке. По кумулятивной кривой или ее ана­литическому выражению можно определить средний размер кусков . Он соответствует 50 % общего процентного содержания кусков. По гра­фику на рис.7.1,б = 27 см.

Качество дробления оценивается коэффициентом неоднородности дробления

(7.1)

где и - максимальный размер кусков, составляющих, соответствен­но, 60 и 10 % общего объема разрушенной породы. На рис.7.1,6 (пунктирные линии) = 29/10 = 2,9.

Степень дробления оценивается следующим показателем:

(7.2)

где D - диаметр исходного куска; при разрушении массива пород, например, при производстве взрывных работ на карьере или в шахте, в качестве размера исходного куска принимают корень кубический из объема разру­шаемой породы (в целике) или расстояние между трещинами отдельности при разрушении блочного массива.

Энергоемкость дробления представляет собой отношение энергии W, затраченной на дробление, к вновь образованной поверхности горной породы

(7.3)

Большой практический интерес представляют следующие характери­стики разрушенных пород.

Насыпная масса - это масса m единицы объема разрушенной поро­ды

(7.4)

Насыпная масса всегда меньше объемной массы породы в целике. Степень разуплотнения горной породы при разрушении определяется ко­эффициентом разрыхления

(7.5)

Коэффициент разрыхления определяет количество и емкость (вме­стимость) транспортных средств, бункеров, производительность погрузки породы и др. Как правило, горная технология строится так, чтобы на­сколько возможно уменьшить коэффициент разрыхления. Его величина определяется следующими факторами:

• Гранулометрический состав. Он определяется множеством факторов, включая свойства пород, технику и технологию разрушения. Так, при прочих равных условиях, уменьшение среднего размера кусков позво­ляет осуществить их более плотную упаковку и, следовательно, сни­зить коэффициент разрыхления. С другой стороны, повышение рав­номерности дробления увеличивает , поскольку разные по размеру куски можно более плотно упаковать, чем одинаковые.

• Вместимость и форма транспортных и приемных сосудов. Чем больше объем сосуда, тем ниже . Этот факт широко учитывается в практике. Так объем бункера или отвала может быть меньше, чем суммарная вместимость транспортных средств, но при обратной вы­грузке разрушенной породы в автосамосвалы или вагоны их суммар­ную вместимость следует принять большей.

• Способ и качество погрузки. Уменьшение разрыхления достигается путем равномерности укладки кусков, например, за счет протяжки ва­гона, разравнивания породы и др. Существенно снижает виброуп­лотнение породы.

• Влажность горных пород. Вода выполняет роль смазки, способствуя проскальзыванию кусков и их более плотной упаковке. Однако следу­ет учитывать, что для переизмельченных или глинистых пород воз­можно агрегирование (слипание) частиц, что ведет к росту коэффици­ента разрыхления.

• Продолжительность складирования. Со временем происходит усадка (слеживаемость) разрушенных пород, обусловленная проскальзывани­ем кусков и их переизмельчением за счет веса вышележащей толщи пород.

При формировании временных отвалов или складов руды учитывает­ся угол естественного откоса разрушенных пород . Он представляет собой угол, образованный конусом свободно насыпанной породы с гори­зонтальной плоскостью.