Способ определения удельного расхода жидкости для обработки навала горной массы

Способ определения удельного расхода жидкости для обработки навала горной массы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горной пром-сти и предназначено для предотвращения самовозгорания горной массы (ГМ) и снижения пылевыделения при ее переработке. Цель изобретения - повышение экономичности при обработке навала ГМ за счет увеличения точности определения удельного расхода жидкости. После определения максимальной молекулярной влагоемкости, естественной влажности ГМ, весового процентного содержания фракции 0-1 мм и пористости дополнительно определяют степень заполнения пор жидкостью и самоуплотнения навала. Затем определяют удельный расход жидкости из выражения Q=0,01. *98Рж / ρR<SP POS="POST">.</SP>м<SP POS="POST">.</SP>[φ°-(W ммв+WE+2φ)], где Q - удельный расход жидкости, м<SP POS="POST">3</SP>/м<SP POS="POST">3</SP>

*98Рж - плотность жидкости, кг/м<SP POS="POST">3</SP>

ρR - плотность ГМ,кг/м<SP POS="POST">3</SP>

Wммв - максимальная молекулярная влагоемкость, %

We - естественная влажность ГМ, %

φ - весовое процентное содержание фракции 0-1 мм, соответствующее по величине самоуплотнению навала, %

φ° - степень заполнения пор, %. Величину φ° определяют из выражения φ ° =100.<SP POS="POST">.</SP>Sк / So, %, где Sк - среднее критическое сечение пары, м<SP POS="POST">2</SP>

So - среднее сечение пары, м<SP POS="POST">2</SP>. Величины (Sк и So) определяются экспериментально. 1 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1474277 (511 4 Е 2! F 5 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

° Рь 3

4й

Ю 3 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4204955/23-03 (22) 06.03.87 (46) 23.04.89. Бюл. № 15 (7l ) Казахский политехнический институт им. В. И. Ленина (72) М. Жараспаев, Т. К. Ахмеджанов, А. А. Жанбатыров и М. Жармухамедов (53) 622.831 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1276833, кл. Е 21 F 5/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1377408, кл. Е 21 F 5/00, 1986. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОГО РАСХОДА ЖИДКОСТИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НАВАЛА ГОРНОЙ МАССЫ (57) Изобретение относится к горной промсти и предназначено для предотвращения самовозгорания горной массы (ГМ) и снижения пылевыделения при ее переработке.

Цель изобретения — повышение экономичности при обработке навала ГМ за счет увеличения точности определения удельного

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предотвращения самовозгорания при складировании горной массы и снижения пылевыделения при переработке руд.

Цель изобретения — повышение экономичности при обработке навала горной массы за счет увеличения точности определения удельного расхода жидкости на обработку навала горной массы.

Суть способа заключается в том, что после определения максимальной молекулярной влагоемкости, естественной влажности, весового процентного содержания фракций 0 — 1 мм и пористости,дополнительно определяют самоуплотнение навала как величину, пропорциональную весовому процентному содержанию фракции 0 — I мм, и расхода жидкости. После определения максимальной молекулярной влагоемкости, естественной влажности ГМ, весового процентного содержания фракции 0 — 1 мм и пористости дополнительно определяют степень заполнения пор жидкостью и самоуплотнения навала. Затем определяют удельный расход жидкости из выражения д=0,01 р /

/р„.m ° (р0 — (W. — W,,+2 (, где q — удельный расход жидкости, м /м ; р — плотность

:ь жидкости, кг/м, р„— плотность ГМ, кг/м ;

5 ««в — максимальная молекулярная влагоемкость, %; W,, — естественная влажность

ГМ, %; р — весовое процентное содержание фракции 0 — 1 мм, соответствующее по величине самоуплотнению навала, %; <р<1 степень заполнения пор, %. Величину рп определяют из выражения q>a=100 5„/So, %, где 5 — среднее критическое сечение пары, м ; So — среднее сечение пары, м - .

Величины (S» è Sg) определяются экспериментально. 1 ил, 1 табл. величину степени заполнения пор по функциональной зависимости как отношение критического сечения к среднему сечению порового пространства, а удельный расход жидкости определяют из математического выражения

q=0,01 — m((po — (W«« i»+ W „+2 )) (1)

9х

Р.

7 где q — удельный расход жидкости, м /м ; р„— плотность горной массы, кг/м ; р — плотность жидкости, кг/м ;

m — пористость навала горной массы, м /м ;

W««в.— максимальная молекулярная влагоемкость, %;

W, — естественная влажность горной массы, %;

1474277 ро=! 00 — о,о (2) (9) — ЛУ

1001

50 (р — весовое процентное содержание фракции 0 — 1 мм, которое соответст; вует величине самоуплотнения, Я; (ро — степени заполнения пор, о.

В отличие от известных способов в предлагаемом учитываются величины, характеризующие степень заполнения пор и самоуплотнения навала. Самоуплотнение определяется как величина, пропорциональная весовому процентному содержанию фракции

0 — 1 мм, а степень заполнения пор из соотношения: где S — среднее критическое сечение, м ; к 2

So — среднее сечение поры, м .

Ранее считалось, что у основания навала существует непроницаемая граница для жидкости. При неоднократном наблюдении обработанного навала жидкостью установлено, что при полном заполнении пор жидкостью, она под действием силы тяжести будет просачиваться. Поэтому жидкости в поровом пространстве навала должно быть столько, сколько могло бы остаться в нем в виде каймы со средним сечением S„.

На чертеже представлено сечение поры при неполном ее заполнении.

Поровое сечение ограничено гранулами навала горной массы 1. Заштрихованная площадь 2 представляет собой критическое сечение 5к в виде «каймы», а незаштрихованная часть площади порового сечения представляет воздуш ное пространство поры 3, которое совместно с критическим сечением составляет So.

Отношение критического сечения S к сечению порового пространства So, выраженное в процентах, определяет степень заполнения поры. Форма и размеры порового пространства навала горной массы достаточно многообразны. Поэтому для каждого конкретного навала горной массы определяют средние значения критического (5) и полного сечения (So) пор. Следовательно, отношение среднего критического сечения

S„ So порового пространства, выраженное в процентах, определяет степень заполнения пор. Таким образом, при обработке горной массы с целью предотвращения окисления, самовозгорания и снижения пылевыделения в процессе разработки месторождений не обязательно полное заполнение пор навала. Поэтому необходимый расход определяют из предположения, что некоторая часть объема пор AV заполнена жидкостью, а остальная часть воздухом.

Таким образом, необходимый объем жидкости равняется разности объемов

ЛV ЛV — ЛV„, где Л1 „— необходимый объем жидкости для обработки горной массы, м :

AV — объем пор навала, м, 4

Л) „— объем воздуха, находящийся в порах навала, м .

В результате взаимодействия частиц и с жидкостью образуется дисперсно-коллоидный раствор, следовательно, из необходимого объема нужно отнять суммарный объем частиц и прочно связанной жидкости. Тогда имеем

A V» =(Л V — A V-в.) — A V i, (3) где AV — суммарный объем частиц и проч10 но связанной жидкости.

Так как мелкодисперсная пыль переходит из горной массы в жидкость происходит самоуплотнение навала, что приводит к уменьшению всего объема пор.

Самоуплотнение взорванной горной масмы происходит и за счет измельчения острых углов и выступов, которое протекает во времени с опережением процесса обработки навала. С другой стороны, процесс обработки осуществляют после значительного вре20 мени слеживания навала горной массы и поэтому уменьшение объема за счет измельчения острых углов и выступов как правило учитываются коэффициентом разрыхления.

В связи с этим уменьшение объема пропор25 ционально величине весового процентного содержания фракции от 0 — 1 мм.

Необходимый объем жидкости для обработки навала горной массы с учетом объема

AV представим в виде

° Л 1/» — (Л V A 1/ в з ) Д 1, — Л V g, (4)

30 где AV — уменьшение объема пор в результате самоуплотнения, м .

Объем воздуха равен разности объемов

Л1бвз=Л) — Лр . (5)

Подставляя (5) в формулу (4), получаем выражение

35 ЛЦк =ЛVí — ЛV — Л1 2. (6)

Пусть степень заполнения пор жидкостью составляет (оо процентов от объема пор на вала, а объем AVi составляет ((р+К в) процентов от объема ЛЦ . Тогда объем AVi выражается через объем Л) соотношением v, — +- - -"" в ., (7) (po а степень заполнения пор жидкостью из следующей пропорции

Л4. о (po= — » 100 о .

ЛV (8) Уменьшение объема пор AVE выражаем через объем AV формулой

Полученные соотношения (7), (8) и (9) подставляем в выражение (6) и после элементарных математических преобразований

55 ™ем

ЛЦ =0,01((ро — (Wìì в+2(о)). (10)

Умножая обьем ЛК на плотность жидкости, получаем необходимый расход в виде

1474277

Q=0,01ð„(yo — (® ч 1»+2ч")(- 1 =1> - », (1!) где Q — расход жидкости, кг.

Пользуясь определениями пористости навала и удельного расхода жидкости, получаем формулу

q=0,01 — т(yo — (W 1 1»+2 р)( г

7 (12) q=0,01 m(

В результате по формуле (13) можно определить удельный расход при известных значениях величин, входящих в нее.

Способ определения удельного расхода жидкости при обработке навала горной массы осуществляется следующим образом.

Для того, чтобы установить сечение S„составляют смесь с содержанием мелкой фракции, соответствующей величине < обрабатываемой горной массы. Затем берут стеклянные трубки различных диаметров, внутренние стороны которых смазывают универсальным клеем и продувают пылевоздушным потоком, содержагцим пыль обрабатываемой горной массы. Изготовленным трубкам, погружая в смесь, устанавливают сечение S

Критическим сечением S» oáëàäàåò трубка, в которой содержится смесь, высотой не более 0,1--0,5 мм. Измерением внутреннего диаметра трубки устанавливается среднее критическое сечение S

Поровые пространства навала в основном имеют неправильные формы. Поэтому концы стеклянных трубок нагревают и придают им различные конфигурации. С трубками проделывают все те операции, что и с правильной формой. Измерением линейных размеров устанавливают сечение S„äëÿ неправильных форм порового пространства.

Площадь So также определяется экспериментально. Для этого готовят жидкий раствор цемента с мелким песком, которым заливают участок навала, обработанный керосином или водоотталкивающим раствором, на глубину 20- — 30 см. После того как где q — удельный расход жидкости, м /м ;

m — пористость навала горной массы, м з/м ; р„— плотность горной массы, кг/м .

В формуле (12) необходимо учесть естественную влажность горной массы. Естественную влажность нужно прибавить к максимальной молекулярной влагоемкости, так как чем больше ее величина, тем больше частиц будут участвовать в образовании дисперсно-коллоидного раствора. Поэтому удельный расход с учетом естественной влажности будет определяться из математического выражения начнет схватываться раствор, обработанный участок разбирают и производят измерение сечения So пор, полученных скелетов.

Эксперименты, проводимые по установлению S и So, осуществляют на основе рационального планирования их, а полученные результаты подвергают математической обработке и определяют р; из выражения (2) .

Для всех остальных величин, входящих в выражение (13), определение численного значения производят известными способами и рассчитывают численное значение величины удельного расхода жидкости по выражению (13) .

В таблице приведены сравнительные оп15 редсления удельного расхо ia условиях, аналогичных условиям известного способа для снижения пылсвыделен ия п ри погрузоч но-раз грузоч н ых работах. Удел ьный расход, рассчитанный по предлагаемому способу, qo, а удельный расход воды по из20 вестному gr.

Как видно из таблицы, в сравнении с известным способом предлагаемый обеспечивает уменьшение хдельного расхода воды от 11,3 до 16,7. 10 м /м и позволяет повысить экономичность за счет увеличения точности определения величины удельного расхода жидкости.

Формула изобретения

30 Способ определения удельного расхода жидкости для обработки навала горной масchi, включающий определение максимальной молекулярной влагоем кости, естественной влажности горной массы, пористости и весового процентного содержания фракций 0—

1 мм, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности при обработке навала горной массы за счет увеличения точности определения удельного расхода жидкости, дополнительно определяют степень заполнения пор жидкостью и самоуплотнение нава40 ла, а удельныи расход жидкости определяют из математического выражения

q=0,01 "rn(q., — i Цг»»,;+ 1Гг+2ц )1, гг где q — удельный расход жидкости, м /м, 45 р — плотность жидкости, кг/м ; р — плотность горной массы. кг, м ;

)Х

/,ь г г(» — степень заполнения пор, %;

m — пористость навала горной массы, Mo/Mço, 11." it o — максимальная молекулярная вла50 гоемкость, %:

W,,— естественная влажность горной массы, %; — весовое процентное содержание фракции 0- — 1 мм, соответствующее по величине самоуплотнению нава55 об

1474277

Руды и поm,M3/M

11е э 11м.и.в >

7. 7

М3 /M3

К», з/ з 1, X

М3 /M3 роды

80 27,3 10

38,5 10

Магнетито- 0,2857 вые

13,3 1,2

2,4

15,6 1,3

0,17

78 35,8- 10 51,2.10

0,23 роговики

80 28,3 .10 32,8.10

78 36,3 ° 10 53,0 10

Окисленная 0,3030 руда

15,6 1,2

2,4

17,8 1,3

0,17

0,23

Составитель А. Губайловский

Редактор В. Бугренкова Техред.И. Верес Корректор Л. Патай

Заказ 851)28 . Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская. наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101