СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОЛЬНОСТИ ГОРНОЙ МАССЫ
METHOD OF DEFINING ASH LEVEL OF ROCKS

Предлагаемое изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при анализе зольности горной массы непосредственно на ленточных транспортных конвейерах.
Известны способы определения зольности горной массы, основанные на определении плотности горной массы, по значению которой судят о ее зольности.
А
A
А
A
Примером такого способа является способ анализа зольности потока угля на ленте конвейера с использованием устройства, содержащего плату с датчиком зольности угля, выполненным из источника излучения и двух детекторов, два счетчика, информационные входы которых соединены с детекторами, а управляющие входы соединены с первым выходом генератора импульсов, и блок индикации и регистрации. В зоне работы датчика рассеянное потоком угля гамма-излучение регистрируется детекторами и на их выходах формируются положительные импульсы напряжения, частота следования которых зависит, соответственно, от плотности ρ и эффективного атомного номера Z угля. Импульсом с первого выхода генератора импульсов запускаются в работу счетчики, в которых в течение времени измерения t регистрируются количества импульсов, соответствующие значениям ρ и Z, по которым определяют зольность угля (см. патент RU 2067028 С1, опубликован 1996 г.).
Недостатками ближайшего аналога являются его сложность и длительность, обусловленные необходимостью использования дорогого оборудования, состоящего из большого количества блоков.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка простого и надежного способа, обеспечивающего быстрое и достоверное определения зольности горной массы.
Поставленная задача решается тем, что для определения зольности горной массы отбирают порцию горной массы, измеряют ее массу, доливают воду в емкость с отобранной горной массой до известного суммарного объема горной массы и воды и измеряют массу отобранной горной массы с водой и по разности измеренных масс определяют объем добавленной воды, определяют объем горной массы как разность известного суммарного объема горной массы и воды и объема добавленной воды, исходя из массы горной массы и ее объема определяют среднюю плотность горной массы, по которой определяют зольность горной массы.
Отбор порции горной массы может осуществляться вручную или быть механизированным.
При механизированном отборе порции горной массы с транспортера используют в качестве емкости ковш, консольно закрепленный на валу, отбор горной массы осуществляют с помощью ковша и путем поворота вала устанавливают ковш на весы для измерения массы горной массы, после доливания в ковш воды проводят измерение суммарной массы на этих же весах, после чего поворотом вала в том же направлении опрокидывают ковш над транспортером.
Техническим результатом, проявляющимся при осуществлении изобретения, является упрощение и ускорение процесса определения плотности горной массы, по которой судят о ее зольности, при высокой точности способа, зависящего только от класса точности используемого оборудования - весов и мерных емкостей.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется на примере способа определения зольности с механизированным отбором порции горной массы, проиллюстрированным на чертеже.
ср.
Для определения зольности горной массы 1, содержащей, например, уголь, осуществляют отбор ее порции с транспортера 2 с помощью ковша 3, консольно закрепленного на валу 4. Путем поворота вала 4 устанавливают ковш 3 на весы 5 для измерения массы горной массы m. Измерив массу горной массы m, в ковш 3 с отобранной горной массой доливают воду из крана 6 до известного суммарного объема горной массы и воды и измеряют массу М отобранной горной массы с водой. Вычислив массу залитой воды, как разницу указанных масс (Δm=М-m), и зная плотность воды, определяют ее объем. Затем определяют объем горной массы V, как разность известного суммарного объема горной массы и воды и вычисленного объема добавленной воды. Зная массу горной массы и ее объем, определяют среднюю плотность горной массы (ρ=m/V), по которой определяют зольность горной массы. Поворотом вала 4 в том же направлении опрокидывают ковш 3 над транспортером 2, возвращая на него пробу горной массы. Отбор пробы горной массы может также осуществляться вручную, например, с помощью ведра.
Расчет зольности горной массы осуществляют путем решения системы трех уравнений:
п
(1) Ash=m/m (по определению зольности);
y
п
(2) m=m+m (масса горной массы - бинарной смеси угля и породных кусков - камней);
ср
у
у
п
п
(3) V=m/ρ=m/ρ+m/ρ (объем горной массы - бинарной смеси угля и породных кусков), где
Ash - зольность горной массы;
п
m - масса породных кусков - камней;
m - масса горной массы;
y
m - масса угля;
V - объем горной массы;
ср
ρ - средняя плотность горной массы;
у
ρ - плотность угля;
п
ρ - плотность породных кусков.
Преобразование этих трех уравнений позволяет получить выражение для зольности горной массы:
y
п
cp
у
п
Ash=[(ρ·ρ)/ρ]/(ρ-ρ)
Среднюю плотность горной массы определяют вышеописанным способом. Плотность угля и плотность породных кусков определяют либо из справочной литературы, либо экспериментально путем измерения массы и объема соответственно куска чистого угля и чистого образца вмещающей породы.