專利名稱：用于提高礦層的產(chǎn)量的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于提高礦層的產(chǎn)量的一種方法和一種裝置，該礦層包括礦石，礦石包括需通過碾碎礦石露出的貴重礦物和至少另一種礦物，其中，貴重礦物具有比至少另一種礦物更高的密度。
背景技術(shù)：
為了高效地開采礦層，包含在礦石中的貴重礦物必須露出并且盡可能完全地分離。根據(jù)貴重礦物的礦物粒度，為了使其露出而需要礦石的不同的碾碎程度。因此具有高的礦物粒度的礦物的礦石為了使得貴重礦物露出而必須被碾碎得比具有較小的礦物粒度的礦物的礦石更小。
貴重礦物的“礦物粒度”在此不應(yīng)理解為該礦物的雛晶的粒度，而是應(yīng)理解為礦石中的貴重礦物的相的局部空間膨脹。到目前為止，被開采的礦石被碾碎為平均的礦物粒度，其中第一部分的礦石(其包括具有較高的礦物粒度的貴重礦物)不需要被強(qiáng)烈地碾碎，并且第二部分的礦石(其包括具有較低的礦物粒度的貴重礦物)未被充分地碾碎。第一部分的礦石的不必要的強(qiáng)烈的碾碎導(dǎo)致用于碾碎過程的不必要的高能耗。相反地，第二部分的礦石未被充分地碾碎則導(dǎo)致了不充分的暴露和因此導(dǎo)致不充分的貴重礦物可分離性以及進(jìn)而導(dǎo)致了礦層的低效的產(chǎn)量。在礦石中的礦物的礦物粒度和分配到目前為止被耗費(fèi)時(shí)間地由此確定，即在礦層中在不同地點(diǎn)提取礦石樣本并且進(jìn)行分析。對(duì)此在礦層中例如聚集了拳頭大小的礦石碎片和/或在粗糙的格柵勘察孔中實(shí)施，以便獲得可分析的鉆孔核心。該礦石樣本在實(shí)驗(yàn)室中在其礦物學(xué)的和化學(xué)的成分方面進(jìn)行分析?；瘜W(xué)分析基本上確定了所包含的元素的類型和范圍，而在礦物學(xué)的分析中查明了包含的礦物以及其空間上的布置。為了確定礦物的空間的布置，沿定義的空間軸線的方向?qū)ΦV石樣本進(jìn)行磨削。通過光學(xué)地分析細(xì)-或磨片，例如在顯微鏡下，可以識(shí)別礦石中的礦物的空間布置和分布?？臻g上較遠(yuǎn)分布的礦物布置隨著礦物的較小的礦物粒度而出現(xiàn)，而礦物在特定位置上的球化隨著較高的礦物粒度而出現(xiàn)。在礦層的構(gòu)造或礦層中的貴重礦物的空間的礦物粒度分布方面，可以以這種方式僅僅提供較少的信息，并且其僅能以不利的時(shí)間延遲被提供。礦層的模型化、也就是說創(chuàng)建礦層的模型包括三維顯示礦石層或具有貴重礦物的不同的礦物粒度的礦石構(gòu)造，這由于較少可供使用的信息量而僅是受限可能的。因此，礦石的、對(duì)于局部存在的礦石、即其貴重礦物的含量和其礦物粒度的開采和碾碎僅是受限可能的。WO 2010/000055A1公開了用于特別是連續(xù)地、在本地分析由鉆孔泥漿組成的鉆屑的一種方法和一種裝置。提取了對(duì)于鉆通的礦石構(gòu)造有代表性的鉆屑的樣本并且在礦石的類型和化學(xué)成分方面進(jìn)行分析。必要時(shí)也記錄了包括鉆孔深度、伽馬射線輻射和/或其它參數(shù)的鉆孔參數(shù)并且與樣本的分析結(jié)果相關(guān)聯(lián)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出用于提高礦層的產(chǎn)量的一種方法和一種裝置。該目的通過一種用于提高礦層的產(chǎn)量的方法來實(shí)現(xiàn)，該礦層包括礦石，礦石包括需通過碾碎礦石露出的貴重礦物和至少另一種礦物，其中，貴重礦物具有比至少另一種礦物更高的密度，其特征在于以下步驟-在開采礦石之前借助鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔過程，其中產(chǎn)生了鉆屑；-形成包括鉆屑和氣流的浮質(zhì)；-將浮質(zhì)從鉆機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到至少一個(gè)風(fēng)力選礦機(jī)；-進(jìn)行流動(dòng)分級(jí)，其中形成了包括鉆屑的分別同步下降的顆粒的至少兩個(gè)微小部 分，并且-確定至少一個(gè)微小部分的特性，該特性用作為用于調(diào)節(jié)礦石的最佳的碾碎程度的標(biāo)準(zhǔn)。該目的通過一種用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法的裝置來實(shí)現(xiàn)，包括-用于碾碎礦石的至少一個(gè)碾碎機(jī)組，其中，礦石的碾碎程度是可變的，-至少一個(gè)用于調(diào)節(jié)在至少一個(gè)碾碎機(jī)組上的最佳的碾碎程度的控制-和/或調(diào)節(jié)單元，-至少一個(gè)鉆機(jī)，-至少一個(gè)用于提供氣流的單元，該單元通過至少一個(gè)氣體管路與至少一個(gè)鉆機(jī)連接，-對(duì)應(yīng)于每個(gè)鉆機(jī)的至少一個(gè)風(fēng)力選礦機(jī)，該風(fēng)力選礦機(jī)與至少一個(gè)鉆機(jī)通過至少一個(gè)浮質(zhì)管路連接，-至少一個(gè)用于確定微小部分的特性的裝置，和-至少一個(gè)用于檢測(cè)微小部分的至少一個(gè)確定的特性的計(jì)算單元，該計(jì)算單元形成用于查明最佳的碾碎程度的標(biāo)準(zhǔn)，并且可選地用于將至少一個(gè)根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)查明的調(diào)節(jié)值傳輸至用于調(diào)節(jié)在至少一個(gè)碾碎機(jī)組上的最佳的碾碎程度的至少一個(gè)控制-和/或調(diào)節(jié)單
J Li ο本發(fā)明使用了這樣的知識(shí)，即由鉆機(jī)在鉆孔過程期間產(chǎn)生的鉆屑的特性和鉆通的礦石中的礦物的礦物粒度有直接關(guān)系。合適地分析流動(dòng)分級(jí)的鉆屑微小部分能夠以令人驚奇的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)于在鉆通的礦石中的礦物粒度的準(zhǔn)確的推斷并且能實(shí)現(xiàn)快速且不復(fù)雜地查明和調(diào)節(jié)對(duì)于被鉆通的礦石是最佳的碾碎程度。在此將用于各個(gè)礦石的碾碎程度視為最佳的碾碎程度，其中一直碾碎到至少一個(gè)包含的貴重礦物露出為止，然而并不超出。該方法和裝置能實(shí)現(xiàn)特別快速且充分地準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)礦石中的貴重礦物的局部存在的礦物粒度的碾碎程度。最佳的碾碎程度與鉆通的礦石的對(duì)應(yīng)在鉆孔過程期間實(shí)現(xiàn)，使得取決于深度且同時(shí)提供了每個(gè)鉆孔的數(shù)據(jù)。取代對(duì)于在核心鉆孔中包含的鉆孔核心的分析以用于查明各個(gè)礦石結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在可以在勘察礦層時(shí)簡(jiǎn)單地分析鉆屑。在不再需要鉆孔核心的投入大的實(shí)驗(yàn)室分析之后，鉆孔的數(shù)量可以明顯提高。特別現(xiàn)在也可以將鉆孔用于安裝沖孔以用于查明各個(gè)礦石結(jié)構(gòu)，其在較狹窄的格柵中設(shè)定為勘察鉆孔。沖孔典型地掘進(jìn)2至5m的水平距離，其中，可以提供具有在dm范圍中的垂直分辨率的數(shù)據(jù)。以這種方式可以實(shí)現(xiàn)特別快速且準(zhǔn)確的礦層模型化以及隨后可以實(shí)現(xiàn)特別高效地開采礦層。
當(dāng)在產(chǎn)生鉆屑和分析流動(dòng)分級(jí)的鉆屑微小部分的特性之間特別是基于現(xiàn)有的、在鉆頭和風(fēng)力選礦機(jī)之間的浮質(zhì)的輸送路段產(chǎn)生較小的時(shí)間差之后，其必須在形成模型時(shí)當(dāng)然被考慮進(jìn)去，以便能夠在局部為礦石分配正確的礦物粒度和隨后分配最佳的碾碎程度。在本方法的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，通過以下方式實(shí)現(xiàn)確定特性，即在微小部分的同步下降的顆粒上進(jìn)行顆粒大小分析，其中，至少在其中一個(gè)微小部分中獲得具有不同的平均顆粒大小的兩個(gè)顆粒微小部分，這兩個(gè)顆粒微小部分通過間斷級(jí)配(Ausfallkm’nung)彼此分開，其中，第一顆粒微小部分的顆粒大小d和礦石中的貴重礦物的局部的礦物粒度成比例并且用作為用于調(diào)節(jié)礦石的最佳的碾碎程度的標(biāo)準(zhǔn)。在流動(dòng)分級(jí)的鉆屑微小部分中的顆粒大小分布和礦物的、在鉆通的礦石中的礦物粒度有直接關(guān)系。合適地分析流動(dòng)分級(jí)的鉆屑微小部分能夠以令人驚奇的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)于在鉆通的礦石中的礦物粒度的準(zhǔn)確的推斷。 在至少兩個(gè)微小部分的顆粒大小分析展示出分別一個(gè)間斷級(jí)配的情況下，第一顆粒微小部分用作為標(biāo)準(zhǔn)，該第一顆粒微小部分來自于間斷級(jí)配在其中是最大的或者顆粒微小部分的平均的顆粒大小之間的距離在其中是最大的那個(gè)微小部分。一般現(xiàn)在對(duì)于該方法來說視為必需的是，即礦石中的貴重礦物具有其它礦物的至少I. 5倍的密度。在較小的密度差的情況下，在鉆屑的根據(jù)流動(dòng)分級(jí)獲得的微小部分的顆粒大小分析中并未獲得可明確彼此分開的或可分析的顆粒微小部分。優(yōu)選地，通過碾碎礦石露出作為貴重礦物的礦石礦物。當(dāng)然，將出現(xiàn)的具有經(jīng)濟(jì)利益的礦物組合體稱為“礦石”，從它們之中通過加工可以提取出一種或多種貴重礦物。在大多數(shù)情況，這種礦物具有不同份額的金屬的組成部分，例如鐵、銅、鎳、錫、鋅、銀、金等。在本方法的一個(gè)特別優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，選出的微小部分的顆粒大小分析自動(dòng)地借助于光學(xué)的分析、特別優(yōu)選地借助于激光衍射進(jìn)行。在此，光學(xué)地計(jì)數(shù)和測(cè)量選出的微小部分的顆粒。特別地，選出的微小部分的同步下降的顆粒的光學(xué)分析連續(xù)地在顆粒下降期間，例如直接在用于風(fēng)力選礦機(jī)上的微小部分的相應(yīng)的排出通道上進(jìn)行。因此，分析的結(jié)果與在礦石中的特定位置上鉆孔存在特別緊密的時(shí)間聯(lián)系并且可以在知曉鉆屑從鉆頭輸送到風(fēng)力選礦機(jī)并且用于光學(xué)分析的輸送速度的情況下以簡(jiǎn)單的方式在計(jì)算方面考慮到分析的結(jié)果?？商鎿Q地例如也可以實(shí)現(xiàn)鉆屑的流動(dòng)分級(jí)的微小部分的篩分分析，以便進(jìn)行顆粒大小分析。當(dāng)然這種方法是明顯較慢的。有利的是，在鉆孔過程期間檢測(cè)鉆機(jī)的鉆頭的深度和/或關(guān)于鉆機(jī)在礦層中的位置的位置數(shù)據(jù)并且將該深度和該位置數(shù)據(jù)邏輯地與在此位置上查明的、用于調(diào)節(jié)礦石的最佳的碾碎程度的標(biāo)準(zhǔn)相聯(lián)系，以及在此位置上根據(jù)查明的標(biāo)準(zhǔn)碾碎開采的礦石。在知曉礦層中的至少一個(gè)貴重礦物的、在礦層的所有三個(gè)尺寸中存在的礦物粒度分布的情況下，可以實(shí)現(xiàn)已經(jīng)在前面說明過的非常準(zhǔn)確的礦層模型化。為了盡可能準(zhǔn)確地查明在礦層中鉆孔期間鉆機(jī)的實(shí)際位置，特別測(cè)量了鉆孔斜度并且優(yōu)選地借助于至少一個(gè)GPS單元檢測(cè)鉆入點(diǎn)的位置。該裝置優(yōu)選還包括用于開采礦石的和/或用于輸送已經(jīng)在爆破作業(yè)中粗略地預(yù)先碾碎的礦石的開采設(shè)備，該開采設(shè)備同樣具有至少一個(gè)GPS單元。特別通過經(jīng)無線電將數(shù)據(jù)傳輸至至少一個(gè)計(jì)算單元來傳輸開采設(shè)備的位置數(shù)據(jù)。用于開采礦石的開采設(shè)備可以由非連續(xù)式挖掘機(jī)、特別是單斗挖掘機(jī)或鏟土運(yùn)輸機(jī)械，或者通過連續(xù)式挖掘機(jī)、如斗輪挖掘機(jī)或斗鏈挖掘機(jī)等構(gòu)成。用于輸送已經(jīng)借助于爆破作業(yè)粗略地預(yù)先碾碎的礦石的開采設(shè)備可以由輪式裝載機(jī)構(gòu)成。從中獲取的或炸開的礦石通常通過材料供給系統(tǒng)管理，在該材料供給系統(tǒng)中儲(chǔ)存了炸開的礦石的位置或料場(chǎng)，并且通過該材料供給系統(tǒng)可以控制輪式裝載機(jī)。開采出的或炸開的礦石在必要時(shí)在中間層之后，被放到翻斗料車或傳送帶上并且被輸送到至少一個(gè)碾碎機(jī)組或直接輸送到至少一個(gè)碾碎機(jī)組中，在那里進(jìn)一步碾碎礦石，直到磨碎貴重礦物為止。優(yōu)選地在鉆機(jī)上檢測(cè)至少一個(gè)預(yù)定的鉆孔參數(shù)和至少一個(gè)表征鉆機(jī)的實(shí)際的鉆孔性能的測(cè)量值。隨后優(yōu)選地，在計(jì)算方面消除至少一個(gè)測(cè)量值與至少一個(gè)鉆孔參數(shù)的相關(guān)性，并且至少一個(gè)得出的取決于礦石質(zhì)地的特征值用作為用于調(diào)節(jié)礦石的最佳的碾碎程度的另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。這改進(jìn)了礦物粒度分析的精度且進(jìn)而改進(jìn)了對(duì)最佳的碾碎程度的檢查。例如，至少一個(gè)鉆孔參數(shù)從鉆機(jī)的鉆頭的壓力、鉆頭的轉(zhuǎn)速、鉆頭材料、氣流的氣體體積流量、鉆頭的沖擊頻率等中形成。沖擊頻率在此還從壓力-和氣流數(shù)據(jù)中得出。 至少一個(gè)表征實(shí)際的鉆孔性能的測(cè)量值特別從測(cè)量值組中選出，該測(cè)量值組包括鉆孔速度、在鉆頭的力轉(zhuǎn)頭(Kraftdrehkopf)上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩、氣流的氣壓、輸入鉆機(jī)中的能量和鉆機(jī)的鉆桿的振動(dòng)性能等。因此，例如鉆孔速度還取決于鉆通的礦石的硬度和成分，其中高硬度和/或硬礦物的積累導(dǎo)致鉆孔速度的下降。此外，鉆孔速度取決于，使用哪一種鉆機(jī)和鉆孔工具。特別在此重要的是鉆頭的類型、幾何形狀和磨損狀態(tài)。這些鉆孔參數(shù)當(dāng)然在分析鉆孔速度時(shí)是應(yīng)該考慮的。該裝置的至少一個(gè)計(jì)算單元以數(shù)據(jù)技術(shù)和裝置相連接。這理解為借助于電纜連接、但特別也可以是無線的無線電連接。將數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)街辽僖粋€(gè)計(jì)算單元能實(shí)現(xiàn)防灰塵和防振動(dòng)保護(hù)地將計(jì)算單元與鉆孔過程在空間上分隔開地布置。該裝置的至少一個(gè)計(jì)算單元優(yōu)選地還用于檢測(cè)至少一個(gè)鉆孔參數(shù)或在鉆機(jī)上的至少一個(gè)表征鉆機(jī)的實(shí)際的鉆孔性能的測(cè)量值。為此可以應(yīng)用設(shè)置在鉆機(jī)上的傳感器或在鉆機(jī)上安裝附加的傳感器。至少一個(gè)計(jì)算單元還設(shè)定用于，在計(jì)算方面消除至少一個(gè)表征鉆機(jī)的實(shí)際的鉆孔性能的測(cè)量值與至少一個(gè)鉆孔參數(shù)的相關(guān)性并且計(jì)算出至少一個(gè)取決于礦石質(zhì)地的特征值，該特征值形成用于查明最佳的碾碎程度的另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在計(jì)算方面消除鉆孔參數(shù)的相關(guān)性需要一目了然的數(shù)量的預(yù)實(shí)驗(yàn)，其中查明單獨(dú)的影響值并且將其相互聯(lián)系起來。以這種方式創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存在至少一個(gè)計(jì)算單元上并且用于查明僅僅取決于礦石質(zhì)地的特征值。優(yōu)選地，至少一個(gè)計(jì)算單元還設(shè)定用于，根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)和該另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)查明調(diào)節(jié)值。由此，可以準(zhǔn)確選擇最佳的碾碎程度。但是，鉆屑的流動(dòng)分級(jí)的微小部分的確定的特性不僅用作為用于查明最佳的碾碎程度和調(diào)節(jié)最佳的碾碎程度的標(biāo)準(zhǔn)，而且一般來說也可以用于控制開采工作。特別地，數(shù)據(jù)還用于控制礦層的區(qū)域中的爆破工作和/或運(yùn)輸工作和/或材料管理工作。例如可以這樣使得局部使用的炸藥量匹配于礦石的成分和硬度，即根據(jù)其特性適合地對(duì)開采的礦石進(jìn)行管理，特別是在儲(chǔ)存和運(yùn)輸方面，其中可以使用合適的材料管理系統(tǒng)。這提高了開采工作的效率并且還節(jié)省了能量。特別地，至少一個(gè)計(jì)算單元設(shè)定用于，相應(yīng)地控制開采工作。至少一個(gè)風(fēng)力選礦機(jī)和至少一個(gè)用于確定微小部分的至少一個(gè)特性的、特別是用于進(jìn)行顆粒大小分析的裝置優(yōu)選地緊鄰于鉆機(jī)布置，特別是布置在鉆機(jī)上。由此使得將鉆屑從生產(chǎn)地點(diǎn)向風(fēng)力選礦機(jī)運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間和需要的分析時(shí)間最小化。優(yōu)選地使用橫向流動(dòng)選礦機(jī)(Querstromsichter)作為風(fēng)力選礦機(jī)。在該裝置的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，在至少一個(gè)鉆機(jī)上設(shè)有至少一個(gè)用于檢測(cè)鉆機(jī)的鉆桿的振動(dòng)性能形式的、表征實(shí)際的鉆孔性能的測(cè)量值的固體聲傳感器。因此可以從鉆桿的振動(dòng)推斷出目前被鉆通的礦石的特性。


圖I至3示例性地示出根據(jù)本發(fā)明的一種可能的裝置和一種可能的方法。因此示出
圖I不意性地不出用于實(shí)施一種方法的一種裝置，圖I示意性地示出用于實(shí)施一種方法的另一種裝置，圖3示意性地示出方法流程，和圖4示意性地示出用于一種方法的可能的數(shù)據(jù)-和材料流。
具體實(shí)施例方式圖I示意性示出用于在具有以截面示出的礦石IOa的礦層10的區(qū)域中實(shí)施一種方法的一種裝置。礦石IOa包括貴重礦物，形式為二硫化亞鐵銅和另一種形式為石英的礦物，其中貴重礦物的密度比另一種礦物的密度高I. 5倍。該裝置在鉆孔點(diǎn)Ia的區(qū)域中包括鉆機(jī)1，該鉆機(jī)具有鉆頭Ib和鉆桿Ic ;以及用于提供氣流的單元2，該氣流用于和在鉆頭Ib上產(chǎn)生的鉆屑7，8共同形成浮質(zhì)4 (也可比較圖3)。用于提供氣流的單元2通過至少一個(gè)氣體管路3與鉆機(jī)I相連接。在礦石IOa中，借助于鉆機(jī)I從鉆孔點(diǎn)Ia出發(fā)進(jìn)行鉆孔過程，其中鉆屑7，8包括由貴重礦物組成的顆粒7和由其它礦物組成的顆粒8。通過借助于單元2通過氣體管路3將氣流沿著鉆頭Ib的方向?qū)脬@機(jī)I中，鉆屑7，8被鉆頭Ib運(yùn)走。由鉆屑7，8和氣流中形成了可流動(dòng)的浮質(zhì)4，該浮質(zhì)反向于鉆孔方向被輸送到地面。此外，該裝置包括風(fēng)力選礦機(jī)5，該風(fēng)力選礦機(jī)與鉆機(jī)I通過浮質(zhì)管路4a連接。浮質(zhì)4通過浮質(zhì)管路4a被從鉆機(jī)I引導(dǎo)至風(fēng)力選礦機(jī)5、在此是橫向流動(dòng)選礦機(jī)的形式并且在氣流9中進(jìn)行流動(dòng)分級(jí)，其中鉆屑7，8被分解為三個(gè)微小部分6a，6b，6c。其包括鉆屑7，8的分別同步下降的顆粒，也就是說，例如在微小部分6c中既存在由貴重礦物組成的小的顆粒7’，又存在具有較小密度的其它礦物的明顯更大的顆粒8’，其由于同樣的下降速度被利用氣流9同樣遠(yuǎn)地繼續(xù)輸送。此外，該裝置包括用于確定在風(fēng)力選礦機(jī)5上形成的、鉆屑7，8的微小部分6a，6b，6c的特性的裝置11。每個(gè)微小部分6a，6b，6c分別包括鉆屑7,8的分別同步下降的顆粒，也就是說，例如在微小部分6c中既存在由貴重礦物組成的小的顆粒7’，又存在具有較小密度的其它礦物的明顯更大的顆粒8’，其由于同樣的下降速度被利用氣流9同樣遠(yuǎn)地繼續(xù)輸送。裝置11在此是指用于在風(fēng)力選礦機(jī)5的各個(gè)排出井5a，5b，5c中的微小部分6a，6b，6c的同步下降的顆粒上進(jìn)行顆粒大小分析的光學(xué)的分析單元。借助于裝置11在所有三個(gè)微小部分6a，6b，6c上進(jìn)行顆粒大小分析。這可以連續(xù)地進(jìn)行，優(yōu)選地但同時(shí)對(duì)于所有的微小部分6a,6b,6c進(jìn)行,其被從風(fēng)力選礦機(jī)5的排出井5a, 5b, 5c中選出。裝置11以數(shù)據(jù)技術(shù)和計(jì)算單元12連接，其中優(yōu)選地通過無線電進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸15’。準(zhǔn)確的流程在圖3中示例性地為微小部分6c示出，該微小部分被從風(fēng)力選礦機(jī)5的排出井5c中選出。確定了相對(duì)于每顆粒大小d的顆粒的豐度h或顆粒直徑。得出具有不同的平均顆粒大小dml，dm2的兩個(gè)顆粒微小部分7a，8a，這兩個(gè)顆粒微小部分在此通過間斷級(jí)配彼此分開。間斷級(jí)配在此理解為一種區(qū)域，其中對(duì)于特定的顆粒大小而言，不存在顆粒。
·
現(xiàn)在繼續(xù)運(yùn)用對(duì)這個(gè)微小部分的顆粒大小分析，其中，在兩個(gè)顆粒微小部分之間的距離是最大的。間斷級(jí)配的區(qū)域在此相應(yīng)地特別大?，F(xiàn)在假定為，即微小部分6c滿足這一*清況。微小部分6c的第一顆粒微小部分7a的顆粒大小d和礦石IOa中的貴重礦物的局部的礦物粒度成比例并且因此用作為礦石IOa中在這個(gè)局部區(qū)域中的-取決于深度的-最佳的碾碎程度的標(biāo)準(zhǔn)。由裝置11查明的顆粒大小分析可以在裝置11中被評(píng)估并且評(píng)估信息被傳輸至計(jì)算單元12，或者計(jì)算單元12承擔(dān)評(píng)估任務(wù)。在評(píng)估時(shí)，分析每個(gè)微小部分6a，6b, 6c的顆粒微小部分并且選出這樣的微小部分，在該微小部分中，存在第一顆粒微小部分7a和第二顆粒微小部分7b之間的距離，并且該距離是最大的。裝置11和/或計(jì)算單元12因此用于檢測(cè)查明的顆粒微小部分的顆粒大小并且將其與礦石IOa中的貴重礦物的局部的礦物粒度。為了能夠在礦層10中檢測(cè)鉆機(jī)I的鉆入點(diǎn)la，鉆機(jī)I具有至少一個(gè)GPS單元14。特別通過無線電15把位置數(shù)據(jù)、尤其是鉆頭Ib的實(shí)際深度以及鉆孔斜度、和至少一個(gè)表征鉆機(jī)的實(shí)際的鉆孔性能的測(cè)量值、例如鉆孔速度傳輸至在空間上與鉆孔事件分開地設(shè)置的計(jì)算單元12。此外，根據(jù)圖I該裝置還包括用于開采天然礦石IOa的開采設(shè)備16，其同樣具有GPS單元14’。開采設(shè)備16的位置數(shù)據(jù)尤其通過無線電的數(shù)據(jù)傳輸裝置15”傳輸至計(jì)算單元12。在此，開采設(shè)備16由單斗挖掘機(jī)或鏟土運(yùn)輸機(jī)械，或者通過連續(xù)式挖掘機(jī)、如斗輪挖掘機(jī)或斗鏈挖掘機(jī)等構(gòu)成。開采設(shè)備16將局部開采的礦石IOa間接地或者直接地轉(zhuǎn)送至碾碎機(jī)組17，該碾碎機(jī)組包括用于設(shè)定最佳碾碎程度的控制-和/或調(diào)節(jié)單元17a。根據(jù)礦石IOa的開采地點(diǎn)-該開采地點(diǎn)對(duì)計(jì)算單元12來說由于開采設(shè)備16上的GPS單元14’已經(jīng)是已知的_，聯(lián)系之前確定的、對(duì)該開采地點(diǎn)和開采深度來說最佳的碾碎程度，尤其借助于通過無線電的數(shù)據(jù)傳輸裝置15”向碾碎機(jī)組17或其控制-和/或調(diào)節(jié)單元17a傳輸調(diào)節(jié)量。這可以自動(dòng)借助于計(jì)算單元12進(jìn)行。這當(dāng)然也可以通過操縱人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。在此，由計(jì)算單元12或操縱人員如此預(yù)定最佳的碾碎程度，即露出貴重礦物。碾碎機(jī)組17現(xiàn)在相應(yīng)地尤其是自動(dòng)地設(shè)定其碾碎工具后對(duì)應(yīng)于分別預(yù)定的最佳碾碎程度來碾碎礦石10a?，F(xiàn)在可以進(jìn)行將露出的貴重礦物與其它礦物近似完全的分離，從而執(zhí)行礦層10的有效開采。此外，優(yōu)選地在鉆機(jī)I上安裝了固體聲傳感器13，該固體聲傳感器用于檢測(cè)表征實(shí)際鉆孔性能的測(cè)量值，此處測(cè)量值是鉆機(jī)I的鉆桿Ic的振動(dòng)性能。在知曉鉆機(jī)I處預(yù)先給出的鉆孔參數(shù)和鉆桿Ic的振動(dòng)性能之后，可以借助于在空間上布置在鉆機(jī)I附近的另一個(gè)計(jì)算單元12a在計(jì)算方面消除振動(dòng)性能與鉆孔參數(shù)的相關(guān)性。得出取決于礦石質(zhì)地的特征值，其附加地用作為貴重礦物的局部的礦物粒度的以及特別是礦石的硬度的另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于振動(dòng)性能的數(shù)據(jù)如此范圍廣泛，從而其通過無線電至計(jì)算單元12的數(shù)據(jù)傳輸很難實(shí)現(xiàn)。然而，可以把在現(xiàn)場(chǎng)安裝的另一個(gè)計(jì)算單元12a中進(jìn)行的對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)的評(píng)估通過無線電從另一個(gè)計(jì)算單元12a傳輸至遠(yuǎn)距離布置的計(jì)算單元12。 圖2示意性示出用于在具有以剖視圖示出的礦石IOa的礦層10的范圍內(nèi)執(zhí)行方法的另一個(gè)裝置。和圖I中相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的元件。與圖I不同的是，此處礦石IOa具有由鉆機(jī)I形成的爆破孔SPL1，SPL2。優(yōu)選地以在礦石IOa中2至5m的水平距離引入了多個(gè)爆破孔-鉆孔。礦石IOa借助于爆破從天然的礦石IOa中脫落，其中隨后經(jīng)粗略預(yù)碾碎的礦石10a’通過例如形式為輪式裝載機(jī)的開采設(shè)備16容納。現(xiàn)在經(jīng)粗略預(yù)碾碎的礦石可以通過材料管理系統(tǒng)檢測(cè)并進(jìn)而再次找到、中間儲(chǔ)存或者直接運(yùn)輸至碾碎機(jī)組17 (參見箭頭T)。由貴重礦物的查明的局部的礦物粒度查明了用于礦石的對(duì)此匹配的或者說最佳的碾碎程度并且將其局部地分配給礦石。在隨后開采礦石IOa時(shí)，根據(jù)包含的貴重礦物的礦物粒度儲(chǔ)存開采的材料或者依次地相應(yīng)控制和/或調(diào)節(jié)用于相應(yīng)材料的碾碎機(jī)組17，其中，碾碎機(jī)組17的控制-和/或調(diào)節(jié)單元17a的操縱人員或計(jì)算單元12傳輸用于調(diào)節(jié)最佳的碾碎程度的調(diào)節(jié)值。根據(jù)礦層10中在不同的鉆孔位置處確定的貴重礦物的礦物粒度以及尤其在礦石中鉆頭的深度不同時(shí)，當(dāng)鉆孔位置或爆破孔的數(shù)量相應(yīng)較高時(shí)，可以建立礦層模型100，其反映了礦層10的足夠準(zhǔn)確的三維圖像。在礦層模型100中可看到具有貴重礦物的不同局部礦物粒度的礦石的空間位置50，60，70，80，90。由鉆孔作用點(diǎn)Ia出發(fā)確定五個(gè)位于不同深度的、具有不同礦物粒度的貴重礦物的礦石層。圖4示意性示出用于可能的方法的數(shù)據(jù)-和材料流。通過數(shù)據(jù)源D給計(jì)算單元12供給通常已知的鉆孔參數(shù)BP，其中操縱人員和/或其它電子設(shè)備可以用作數(shù)據(jù)源。傳輸鉆孔參數(shù)BP，其形式為關(guān)于鉆機(jī)I的類型的數(shù)據(jù)、鉆機(jī)I的鉆頭的類型和幾何形狀、其中鉆頭已經(jīng)工作的使用時(shí)間、鉆頭的壓力和/或轉(zhuǎn)速等。通常使用有線的數(shù)據(jù)線路。在鉆孔工作中，由鉆機(jī)I或存在于鉆機(jī)上的測(cè)量值傳感器將實(shí)際的、表征鉆孔性能的測(cè)量值MW傳輸至計(jì)算單元12。測(cè)量值MW例如是鉆孔速度、輸入鉆機(jī)I中的能量等。此外，由GPS單元14將鉆機(jī)I的、尤其是鉆頭的實(shí)際的位置數(shù)據(jù)BMD傳輸至計(jì)算單元12。在形成浮質(zhì)后，將由鉆機(jī)產(chǎn)生的鉆屑BK輸送至風(fēng)力選礦機(jī)5并且流動(dòng)分級(jí)。從風(fēng)力選礦機(jī)5的排出井中排出的微小部分由至少一個(gè)裝置11分別相關(guān)于位于其中的顆粒大小分布進(jìn)行分析。查明的分析數(shù)據(jù)PGA必要時(shí)在裝置11中相關(guān)于具有最大的間斷級(jí)配的微小部分的另一次評(píng)估之后被傳輸至計(jì)算單元12。在鉆孔事件BG的范圍內(nèi)采集到測(cè)量值麗和位置數(shù)據(jù)BMD以及顆粒大小分析PGA之后，它們被優(yōu)選為無線地(參見虛線)傳輸至在空間上與此分開布置的計(jì)算單元12。形式為振動(dòng)數(shù)據(jù)SDMW的關(guān)于鉆孔性能的測(cè)量值MW在另一個(gè)計(jì)算單元12a中直接在鉆孔事件BG的范圍內(nèi)被評(píng)估，并且該測(cè)量值隨后被無線地傳輸至計(jì)算單元12。以在計(jì)算單元中確定的模型100為基礎(chǔ)，首先鑒于被開采的礦石的開采或爆破SG以及傳輸T、貯存L和礦石碾碎Z，優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)在礦層100的范圍內(nèi)對(duì)開采工作的控制。因此在知曉模型100以及還可能知曉礦石的局部硬度、例如可以調(diào)整局部使用的炸藥量時(shí)，根據(jù)特性把開采的礦石儲(chǔ)存在不同的地點(diǎn)，其中貴重礦物的相同礦物粒度的礦石尤其被組合起來，以期望的順序輸送至碾碎機(jī)組并在那里聯(lián)系貴重礦物的礦物粒度以不同強(qiáng)度碾碎。在此，在圖I至4中僅示出用于裝置和方法的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易 地使根據(jù)本發(fā)明的裝置和根據(jù)本發(fā)明的方法與各個(gè)礦層匹配，以便查明現(xiàn)有的貴重礦物的局部的礦物粒度并且為各個(gè)礦石查明與此相匹配的碾碎程度。因此，當(dāng)然也可以根據(jù)礦層垂直地和/或水平地和/或傾斜地鉆入地底。此外，可以使用其它類型的風(fēng)力選礦機(jī)和/或其它類型的用于顆粒大小分析的裝置。因此例如也可以在各個(gè)單獨(dú)的顆粒微小部分中對(duì)經(jīng)過流動(dòng)分級(jí)的微小部分進(jìn)行篩分分級(jí)，其中，這當(dāng)然是耗費(fèi)時(shí)間的。
權(quán)利要求
1.一種用于提高礦層(10)的產(chǎn)量的方法，所述礦層包括礦石(10a)，所述礦石包括需通過碾碎所述礦石(IOa)露出的貴重礦物和至少另一種礦物，其中，所述貴重礦物具有比所述至少另一種礦物更高的密度，其特征在于以下步驟 -在開采所述礦石(IOa)之前借助鉆機(jī)(I)進(jìn)行鉆孔過程，其中產(chǎn)生了鉆屑(7，8); -形成包括所述鉆屑(7，8)和氣流的浮質(zhì)(4)； -將所述浮質(zhì)(4)從所述鉆機(jī)(I)轉(zhuǎn)運(yùn)到至少一個(gè)風(fēng)力選礦機(jī)(5)； -進(jìn)行流動(dòng)分級(jí)，其中形成了包括所述鉆屑(7，8)的分別同步下降的顆粒的至少兩個(gè)微小部分(6a,6b,6c),以及 -確定至少一個(gè)所述微小部分(6a，6b，6c)的特性，所述特性用作為用于調(diào)節(jié)所述礦石(IOa)的最佳的碾碎程度的標(biāo)準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，通過碾碎所述礦石(IOa)露出作為貴重礦物的礦石礦物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對(duì)所述微小部分(6a，6b，6c)的所述同步下降的顆粒進(jìn)行顆粒大小分析，其中，至少在其中一個(gè)所述微小部分(6a，6b,6c)中獲得具有不同的平均顆粒大小(Clnil, Clni2)的至少兩個(gè)顆粒微小部分(7a，8a)，所述顆粒微小部分通過間斷級(jí)配彼此分開，其中，第一顆粒微小部分(7a)的顆粒大小d和所述礦石(IOa)中的所述貴重礦物的局部的礦物粒度成比例并且用作為用于調(diào)節(jié)所述礦石(IOa)的所述最佳的碾碎程度的標(biāo)準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述至少兩個(gè)微小部分(6a，6b，6c)的顆粒大小分析展示出分別一個(gè)間斷級(jí)配的情況下，所述第一顆粒微小部分的所述顆粒大小d用作為標(biāo)準(zhǔn)，所述第一顆粒微小部分來自于所述間斷級(jí)配在其中是最大的那個(gè)所述微小部分(6a, 6b, 6c)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述顆粒大小分析借助于光學(xué)分析進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述微小部分(6a，6b，6c)的所述同步下降的顆粒的所述光學(xué)分析在所述顆粒下降期間進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述鉆孔過程期間檢測(cè)所述鉆機(jī)(I)的鉆頭(Ib)的深度和/或關(guān)于所述鉆機(jī)(I)在所述礦層(10 )中的位置的位置數(shù)據(jù)并且將所述深度和所述位置數(shù)據(jù)邏輯地與在此位置上查明的、用于調(diào)節(jié)所述礦石(IOa)的最佳的碾碎程度的標(biāo)準(zhǔn)相聯(lián)系，以及在此位置上根據(jù)所述查明的標(biāo)準(zhǔn)碾碎開采的所述礦石(10a)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，檢測(cè)至少一個(gè)預(yù)定的鉆孔參數(shù)和至少一個(gè)表征所述鉆機(jī)(10)的實(shí)際的鉆孔性能的測(cè)量值，在計(jì)算方面消除所述至少一個(gè)測(cè)量值與所述至少一個(gè)鉆孔參數(shù)的相關(guān)性，并且至少一個(gè)得出的取決于礦石質(zhì)地的特征值用作為用于調(diào)節(jié)所述礦石(IOa)的最佳的碾碎程度的另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)鉆孔參數(shù)從所述鉆機(jī)(I)的所述鉆頭(Ib)的壓力和/或所述鉆頭(Ib)的轉(zhuǎn)速和/或用于形成所述浮質(zhì)(4)的氣流的氣體體積流量和/或所述鉆頭(Ib)的沖擊頻率和/或所述鉆頭(Ib)的目前為止的使用時(shí)間和/或所述鉆頭(Ib)的材料數(shù)據(jù)或幾何形狀數(shù)據(jù)中形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)表征所述實(shí)際的鉆孔性能的測(cè)量值從測(cè)量值組中選出，所述測(cè)量值組包括鉆孔速度、在所述鉆頭(Ib)的力轉(zhuǎn)頭上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩、用于形成所述浮質(zhì)(4)的氣流的氣壓、輸入所述鉆機(jī)(I)中的能量和所述鉆機(jī)(I)的鉆桿的振動(dòng)性能。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述確定的特性還用于控制所述礦層(10)的區(qū)域中的爆破工作和/或運(yùn)輸工作和/或材料管理工作。
12.一種用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求I至11中任一項(xiàng)所述的方法的裝置，所述裝置包括 -用于碾碎礦石(IOa)的至少一個(gè)碾碎機(jī)組(17)，其中，所述礦石(IOa)的碾碎程度是可變的， -至少一個(gè)用于調(diào)節(jié)在所述至少一個(gè)碾碎機(jī)組(17)上的最佳的碾碎程度的控制-和/或調(diào)節(jié)單元(17a), -至少一個(gè)鉆機(jī)(1)， -至少一個(gè)用于提供氣流的單元(2)，所述單元通過至少一個(gè)氣體管路(3)與所述至少一個(gè)鉆機(jī)(I)連接， -對(duì)應(yīng)于每個(gè)所述鉆機(jī)(I)的至少一個(gè)風(fēng)力選礦機(jī)(5)，所述風(fēng)力選礦機(jī)與所述至少一個(gè)鉆機(jī)(I)通過至少一個(gè)浮質(zhì)管路(4a)連接， -至少一個(gè)用于確定微小部分(6a,6b,6c)的特性的裝置(11),和 -至少一個(gè)用于檢測(cè)所述微小部分(6a, 6b, 6c)的至少一個(gè)確定的特性的計(jì)算單元(12)，所述計(jì)算單元形成用于查明所述最佳的碾碎程度的標(biāo)準(zhǔn)，并且可選地用于將至少一個(gè)根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)查明的調(diào)節(jié)值傳輸至用于調(diào)節(jié)在所述至少一個(gè)碾碎機(jī)組(17)上的所述最佳的碾碎程度的所述至少一個(gè)控制-和/或調(diào)節(jié)單元(17a)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)計(jì)算單元(12)還設(shè)定用于，檢測(cè)至少一個(gè)鉆孔參數(shù)和/或在所述鉆機(jī)(I)上的至少一個(gè)測(cè)量值。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)計(jì)算單元(12)還設(shè)定用于，在計(jì)算方面消除至少一個(gè)表征所述鉆機(jī)(I)的實(shí)際的鉆孔性能的測(cè)量值與所述至少一個(gè)鉆孔參數(shù)的相關(guān)性并且計(jì)算出至少一個(gè)取決于礦石質(zhì)地的特征值，所述特征值形成用于查明所述最佳的碾碎程度的另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)計(jì)算單元(12)還設(shè)定用于，根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)和所述另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)查明所述調(diào)節(jié)值。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)計(jì)算單元(12)還設(shè)定用于，將所述確定的特性進(jìn)一步用于控制所述礦層(10)的區(qū)域中的爆破工作和/或運(yùn)輸工作和/或材料管理工作。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至16中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)風(fēng)力選礦機(jī)(5)和所述至少一個(gè)用于確定所述微小部分(6a, 6b, 6c)的至少一個(gè)特性的裝置(11)緊鄰于所述鉆機(jī)(I)布置，特別是布置在所述鉆機(jī)(I)上。
18.根據(jù)權(quán)利要求12至17中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述至少一個(gè)風(fēng)力選礦機(jī)(5)是橫向流動(dòng)選礦機(jī)。
19.根據(jù)權(quán)利要求12至18中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，在所述至少一個(gè)鉆機(jī)(I)上設(shè)有至少一個(gè)用于檢測(cè)所述鉆機(jī)(I)的鉆桿(Ic)的振動(dòng)性能的固體聲傳感器(13)。
20.根據(jù)權(quán)利要求12至19中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述裝置還包括用于所述礦石(IOa)的開米設(shè)備(16)。
21.根據(jù)權(quán)利要求12至20中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述鉆機(jī)(I)和/或所述開采設(shè)備(16)具有至少一個(gè)GPS單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于提高礦層(10)的產(chǎn)量的一種方法和一種裝置，該礦層包括礦石(10a)，礦石包括需通過碾碎礦石(10a)露出的貴重礦物和至少另一種礦物，其中，貴重礦物具有比至少另一種礦物更高的密度，其特征在于以下步驟-在開采礦石(10a)之前借助鉆機(jī)(1)進(jìn)行鉆孔過程，其中產(chǎn)生了鉆屑(7，8)；-形成包括鉆屑(7，8)和氣流的浮質(zhì)(4)；-將浮質(zhì)(4)從鉆機(jī)(1)轉(zhuǎn)運(yùn)到至少一個(gè)風(fēng)力選礦機(jī)(5)；-進(jìn)行流動(dòng)分級(jí)，其中形成了包括鉆屑(7，8)的分別同步下降的顆粒的至少兩個(gè)微小部分(6a，6b，6c)，并且-確定至少一個(gè)微小部分(6a，6b，6c)的特性，該特性用作為用于調(diào)節(jié)礦石(10a)的最佳的碾碎程度的標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G01N33/24GK102933790SQ201180028190
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者托馬斯·米策, 西爾克·羅恩奇 申請(qǐng)人:西門子公司