Способ увлажнения горной массы

 

Использование: определение технологических параметров влажной и смерзшейся массы горных пород. Сущность изобретения: степень увлажнения горной массы определяют следующим образом. Пробу известной массы m_н= m_в.н+m_с.ч, крупности, влажности W_н помещают в мерный цилиндр. Заполняют цилиндр фиксированным количеством воды m_в, превышающим по объему объем пробы. При постоянном перемешивании пробы полученную суспензию отстаивают до появления границы раздела. Измеряют массу воды m_в1, находящейся выше горной породы в мерном цилиндре после отстоя. Определяют массу воды m_в.пр, поглощенной горной породой, по формуле m_в.пр= m_в.н+ m_в-m_в1. Предельную водовместимость W_пр определяют по формуле W_пр= m_в.пр / (m_с.ч+ m_в.пр). Количество воды m_2в, которое необходимо добавить к пробе для получения заданного значения влагосодержания W_i , определяют в диапазоне положительных температур по формуле m_э.в= m_н((1-W_н/1-W_i)-1). В диапазоне отрицательных температур, количество воды, которое необходимо добавить к пробе, корректируют с учетом коэффициента объемного расширения льда.

Изобретение относится к физическим измерениям и может быть использовано для оценки и расчета технологических параметров влажной и смерзшейся горной массы на ТЭС и в других отраслях промышленности, связанных с добычей, транспортировкой и выгрузкой большого количества горнорудного сырья.

Цель изобретения установление порядка действий при определении величины предельной водовместимости для пробы горной массы с известными параметрами и количества воды, которое необходимо добавить к пробе для получения заданного влагосодержания в диапазоне положительных и отрицательных температур. Необходимость определения однозначной величины предельной водовместимости для горной массы с известными параметрами продиктована необратимостью процессов замораживания -оттаивания и получение возможности расчетного определения значения влажности Wпр, при котором прочность смерзания горной массы приобретает максимальную величину, с учетом различного теплового расширения компонентов (особенно воды) горной массы в положительном и отрицательном диапазоне температуры.

П р и м е р. После пробоотборника типа ПК с дробилкой ДМ-300 берется проба горной массы из угля марки АШ крупностью 3-0. В помещении при 30^оС проба перемещается, делится на 3 ч, определяется по ГОСТ 11014-81 начальная влажность Wн (0,05 в долях от массы пробы). Контрольная проба в количестве 400 г засыпается в мерный цилиндр, заливается водой в количестве 500 г, перемешивается, отстаивается. Определяется количество воды выше линии раздела (340 г).

Количество воды в пробе при начальной влажности, г: m_в.н. 400 ˙ 0,05 20 Количество воды в пробе, г: m_в.пр 20 + 500 340 180 Предельная водовместимость W_пр 180/(380 + 180) 0,324 Полученное значение W_пр можно использовать для определения контактной прочности Р_п смерзшейся горной массы и с учетом безопасной влажности W_б по эмпирической формуле Пасько Б.И. определить прочность смерзшейся горной массы при любом другом значении влажности W_i или определить величину влажности W_пр^(-) эквивалентной по объему W_пр при отрицательной температуре и экспериментально определить непосредственное значение Р_макс.

В первом случае, взяв пробу 1000 г с начальной влажностью W_н 0,05, определяется количество воды m_дв, которое необходимо долить в пробу, чтобы получить ее влажность, равную W_пр m_д.в= 1000 -1 400,5 г Во втором случае корректируют полученное значение Wпр на коэффициент расширения льда, с учетом содержания смерзаемой влаги в пробе и получают, что эквивалент по объему m_дв для температуры -20^оС составит M_д.в^(-) 370 г, W_пр^(-) 0,302
Экономический эффект от использования предлагаемого способа может быть достигнут в совокупности с технологией разгрузки и переработки твердого топлива или других теряющих сыпучесть в зимнее время грузов, за счет прогноза устойчивости оборудования, предотвращения его поломок и простоев, а также математического моделирования и оптимизации работы электромеханических комплексов для дезинтеграции теряющих сыпучесть грузов.

Формула изобретения

СПОСОБ УВЛАЖНЕНИЯ ГОРНОЙ МАССЫ, включающий измерение начальной влажности W_н пробы горной породы, увлажнение ее со всех сторон с последующим определением степени ее увлажнения, отличающийся тем, что пробу известной массы m_н m_в.н. + m_с.ч, крупности, влажности W_н помещают в мерный цилиндр, заполняют цилиндр фиксированным количеством воды m_в, превыщающим по объему объем пробы, при постоянном перемешивании пробы, полученную суспензию отстаивают до появления границы раздела, измеряют массу воды , находяющейся выше горной породы в мерном цилиндре после отстоя, определяют массу воды m_в.пр, поглощенной горной породой, по формуле
m_в.пр m_в.н + m_в - m_в.ч,
предельную водовместимость W_пр определяют по формуле
W_пр m_в.пр / (m_с.ч + m_в.пр),
количество воды m_д.в, которое необходимо добавить к пробе для получения заданного значения влагосодержания W_i, определяют в диапазоне положительных температур по формуле

в диапазоне отрицательных температур количество воды, которое необходимо добавить к пробе, корректируют с учетом коэффициента объемного расширения льда.