Замеры остатков полезного ископаемого на складах, в бункерах и на колесах

Горные предприятия из-за несвоевременной подачи железнодорожных вагонов для отправки потребителю добытого полезного ископаемого вы­нуждены у себя создавать специальные склады, а затем по мере поступле­ния порожняка вести их разгрузку, используя экскаваторы, грейферы и другую горно-транспортную технику.

Перед складированием добытого полезного ископаемого производят подготовку площадок. На существующих шахтах и рудниках склады соз­дают на промплощадке вдоль подъездных путей, располагая их под эста­кадами. Иногда создают специальные аварийные склады. Площадки под склады выравнивают и укатывают катками. План основания отвалов со­ставляют по результатам съемок в масштабах 1:200-1:500, изолинии по­верхности проводят сечением через 0,25 м. Этот план в дальнейшем ис­пользуют для подсчета объемов полезного ископаемого (остатков) на на­чало или конец отчетного периода.

Объем полезного ископаемого на складе в зависимости от его вида, формы и расположения определяют рулеточным замером, методом про­филей, тахеометрической и мензульной съемками.

Рулеточный замерприменяют при малых складах правильной гео­метрической формы (рисунок 13.5).

Рисунок 13.5 - Рулеточный замер склада Вычисление объемов ведут

по формулам геометрии

Перед засыпкой отвала ведут подготовку площадки и закладывают профили, опирающиеся на точки с известными координатами. Эти точки А, В, С, D, E, F, расположены вне контуров будущего отвала Поперечные профильные линии располагают друг от друга на расстоя­нии l=5-10 метров; одну профильную линию закладывают вдоль отвала (рисунок 13.6,а).

Каждая профильная линия между опорными точками разбита на пике­ты. Количество пикетов 1, 2, 3 ... зависит от рельефа площадки, подготов­ленной для склада. Делая привязку, каждая опорная и пикетная точка по­лучает координаты X _i, Y _i, Z_i.

На миллиметровой бумаге по каждой линии составляют профили в масштабе 1:200 - 1:500. Масштабы горизонтальный и вертикальный оди­наковы. После засыпки площадки полезным ископаемым по результатам съемки или замеров на профилях показывают положение поверхности отвала (рисунок 13.6,6). При съемке используют упрощенные приборы: рейки, рулетки, горный компас или эклиметр для измерения углов на отдельных интервалах уложенной рейки вдоль профиля, получая .. При ши­роких в поперечнике отвалах ведут по профилям тахеометрическую съем­ку.

Площадь сечения отвала по профилю S_i определяется планиметром или линейными замерами по плану с использованием формул геометрии. Объ­ем отвала подсчитывают по формулам:

; ; …..,

Рисунок 13.7 - Профильная съемка отвала

получая общий объем V = ,где V₁,V₂,V₃... - объемы полезного ископаемого в отвале между профилями.

Если штабель насыпан с эстакады, то съемочные работы упрощаются (рисунок 13.7,в).

На эстакаде забивается точка К, положение ее как и точек 1, 2 может быть нанесено на профиль. Протягиваются шнуры, с них опускают легкие отвесы из точек а, m, к, с, f, которые проектируются на точки а', m', к', с', f’ на поверхности отвала. Делая линейные замеры L_i и h_i можно на профиле получить местоположение поверхности отвала, а затем и подсчитать площадь поперечного сечения S_i по данному профилю на момент съемки.

Тахеометрическую и мензульнуюсъемки применяют при больших, разбросанных по территории отвалах. Для этого вокруг отвала проклады­вают теодолитно-нивелирный ход, создавая точки съемочного обоснова­ния I, II, III... (рисунок 13.8).

Рисунок 13.8 - Тахеометрическая съемка отвала

а- план отвала в изовысотах;

б- таблица для подсчета высот

На основании съемки площадки под отвал изображают в горизонталях сечением через 0,25-0,50 м земную поверхность.

После засыпки отвала с точек съемочного обоснования ведут тахео­метрическую съемку поверхности отвала с набором пикетных точек. Раз­ность высотных отметок пикетных точек по отвалу относительно изоли­ний высот основания отвала дает высоту отвала в районе пикетов. На ос­новании этих высот строят план изолиний высот (изовысот) отвала (рисунок 13.8, а).

Объем полезного ископаемого подсчитывают, используя объемную палетку проф. П.К. Соболевского. Палетка представляет собой сеть точек, нанесенных на прозрачный лист (кальку). Каждая точка является центром тяжести элементарной площадки-квадрата, сторону которого принимают равной 0,5-2,0 см. Площадь одного квадрата S - величина известная в масштабе плана.

Палетку накладывают на план отвала. Определяют высоты отвала h, , отнесенные к центру тяжести каждого квадрата палетки. Все данные запи­сываются в таблицу (рисунок 13.8,б).

Объем отвала вычисляется по формуле:

,

где - сумма высот отвала по квадратам.

По плану отвала могут быть графическим способом построены разрезы по профилям. Масштабы для построения: горизонтальный и вертикальный должны быть одинаковыми. В этом случае объем определяют по способу вертикальных сечений.

На шахтах-новостройках в условиях полной конвейеризации доставки угля от забоя до железнодорожного вагона предусмотрено аккумулирова­ние угля в закрытых складах резервуарного типа. Они представляют собой цилиндры из монолитного бетона с внутренним диаметром 11,5 м до 27;б м и высотой до 40 м. Это своего рода бункеры, имеющие широкое рас­пространение да действующих шахтах.

Полностью заполненные бункеры не обмеряются, так как их емкость известна из проекта или же может быть определена по отгрузке с после­дующим взвешиванием железнодорожных вагонов.

Частично заполненные бункеры также не подлежат обмеру, а опреде­ляется лишь расстояние от эстакады до конуса полезного ископаемого в бункере с помощью рулетки с грузом (рисунок 13.9).

Принимая угол естественного откоса полезного ископаемого в бункере постоянным, можно в зависимости от расстояния от конуса до эстакады h_i определить объем. Для этого целесообразно сделать таблицу, ис­пользуя зависимости вида

Замер остатков полезного ископаемого в железнодорожных вагонах под бункерами или в вагонах, еще не вывезенных с шахтного двора, не производят, поскольку вес загруженных вагонов известен.

Рисунок 13.9 - Замер остатка в полезного ископаемого в бункерах

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 вырубкиприменяют 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

Гидростатическийлабораторный 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 методопределения _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 методыопределения _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 ископаемогоопределяют:

- 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