專利名稱：實驗室測定巖石混入率的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及崩落采礦法測定放礦過程中巖石混入率的方法，特別是一種實驗室測定巖石混入率的方法。
背景技術(shù)：
崩落采礦法已被廣泛應用，其采出的地下鐵礦石占總采出量70%以上。該采礦方法的特點是在松散巖層覆蓋下進行放礦，礦石損失、貧化率大是這種方法的缺點之一。如何降低礦石損失貧化，充分回收地下鐵礦石資源，一直是采礦工作者研究的難題。迄今為止，對于礦石貧化的規(guī)律尚不清楚，其原因之一就是沒有測定放礦過程中巖石混入率的方法。因此，測定放礦過程中巖石混入率，對于研究礦石的貧化程度及其貧化規(guī)律，進而優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高礦石的質(zhì)量，降低礦石損失貧化，提高礦山經(jīng)濟效益具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種實驗室測定巖石混入率的方法，在實驗室利用X射線衰減原理標定出具有密度差的松散礦巖以及兩者不同混入率與黑度值的對應關系，按照此對應關系通過對放礦過程中礦巖黑度值的測定求出巖石混入率，進而研究礦石的貧化程度，揭示礦石貧化規(guī)律。實驗室測定巖石混入率的方法可描述為:X射線透照不同的物質(zhì)會得到不同的黑度值，利用這一原理標定出在某一測定系統(tǒng)下具有密度差的松散礦巖以及兩者不同混入率與黑度值的對應關系。然后對放礦模型內(nèi)下部礦石，上部巖石的礦巖材料進行透照，每對礦巖材料放出一次便進行透照一次，膠片經(jīng)顯影后測定黑度值，放礦過程中的測定系統(tǒng)與標定相同，該過程中被透照礦巖材料必需與標定時相同。按照測得的黑度值和已標定的巖石混入率與黑度值對應關系，求出放礦過程中的巖石混入率。本發(fā)明提供的實驗室測定巖石混入率的方法包括以下內(nèi)容:一.選擇測定系統(tǒng)1.透照礦巖材料的選取根據(jù)X射線衰減原理，選定出兩種具有密度差的松散礦巖作為透照材料，透照礦石材料級配均勻，粒徑范圍O < (K 5cm ;巖石材料級配均勻,粒徑范圍O < (K 5cm。同時該種礦巖材料的物理屬性能夠滿足放礦測定的具體要求，保證礦巖材料能夠從放礦模型內(nèi)順利放出。2.透照條件的確定在已知放礦模型材質(zhì)、模型規(guī)格、透照向礦巖尺寸、透照礦巖材料的物理屬性后，按照已有相似材料的透照條件曲線或自制此礦石、巖石的透照曲線，確定出透照條件。同時保證在透照條件下所得黑度值上限值、下限值在所選用黑度計量程以內(nèi)。按照標定巖石混入率與黑度值對應關系和測定礦巖黑度值的要求，透照條件可選用范圍為物距O 200cm，像距Ocm,管電壓50 450Kv、管電流O 5mA、曝光時間O 10分鐘,顯影條件為標準顯影流程。3.選擇測定裝置選擇X射線發(fā)射機、放礦模型、黑度計、增感屏和X射線膠片為測定裝置。測定裝置具有固定的布置擺放順序。放礦模型固定于實驗室與射線發(fā)射機位置保持不變，X射線機的射線發(fā)射窗口正對放礦模型，射線透照方向與模型透照面垂直，內(nèi)夾膠片的增感屏緊貼射線出射面外側(cè)，固定。二.標定巖石混入率與黑度值對應關系從已知物理屬性的透照礦巖中混合出所需標定黑度值的各個巖石混入率，混入率為0% 100%之間，裝入放礦模型并采用相同的測定系統(tǒng)對所需標定黑度值的各個巖石混入率進行透照，膠片經(jīng)顯影后測定黑度值，標定中每一張X射線膠片的黑度值都對應一個巖石混入率，測定裝置、透照條件、透照礦巖材料的選用在標定中保持不變，只改變放礦模型內(nèi)的巖石混入率，直至將各個巖石混入率與黑度值對應關系全部標定后停止。各個巖石混入率間步差為0% 100%,步差選取越小越能提聞標定精度,通過標定得到在該測定系統(tǒng)下具有密度差的松散礦巖材料以及兩者不同混入率與黑度值的對應關系。三.測定放礦過程中礦巖材料黑度值采用與標定 相同的測定系統(tǒng)進行測定。改變礦巖材料的裝入方式，將礦石材料裝入模型下部，巖石材料覆蓋于礦石之上。裝礦完畢后，不放礦透照一次，而后，恒定放礦量，在放礦過程中每放出一次便進行一次透照，在測定中得到的每張膠片都對應放礦中的一個階段。膠片經(jīng)顯影后測定黑度值，按照由相同測定系統(tǒng)標定的黑度值與巖石混入率對應關系，求出放礦過程中的巖石混入率。所述放礦模型內(nèi)觀尺寸米用范圍為5cm ^ L ^ 45cm、5cm ^ D ^ 45cm、25cm彡H彡200cm，其中L為長，D為寬，H為高，上部開放，底部中心開直徑O IOcm圓形出礦口 ；礦石裝入高度10 55cm與巖石覆蓋高度關系1:0.5 1:2.5 ;放礦過程中一次礦巖放出體積為總裝入體積的1% 25%。本發(fā)明顯著有益效果:采用實驗室測定巖石混入率的方法，利用X射線的衰減原理標定出在某一測定系統(tǒng)下兩種具有密度差的松散礦巖以及兩者不同混入率與黑度值的對應關系，按照此對應關系通過對放礦過程中透照礦巖材料黑度值的測定，求出巖石混入率。本發(fā)明能夠研究放礦過程中巖石的混入過程與礦石貧化程度，揭示礦石的貧化規(guī)律；研究放礦過程中的礦石貧化過程，提高礦石質(zhì)量，提高礦山經(jīng)濟效益。
具體實施例方式一種實驗室測定巖石混入率的方法，具體內(nèi)容如下:一.測定系統(tǒng)1.透照礦巖材料的選取根據(jù)放礦模型尺寸以及X射線機的極限穿透能力，選定具有密度差的磁鐵礦與白云巖作為透照礦巖材料。選取出粒徑范圍Omm < D ^ 5mm,平均粒徑為2.5mm,級配均勻的白云巖作為巖石；粒徑范圍5mm < D < 10mm,平均粒徑為7.5mm,級配均勻的的磁鐵礦作為礦石。
2.透照條件的確定按照標定與測定對黑度值的要求，確定磁鐵礦與白云巖的最佳透照條件為物距35cm,像距Ocm,管電壓150Kv、管電流5mA、曝光時間1.5分鐘。顯影條件均為標準顯影流程。3.測定裝置①放礦模型:材質(zhì)為有機玻璃，有機玻璃板厚度5mm，模型內(nèi)觀尺寸為長10cm、寬10cm、高40cm,上部開放用于裝卸礦巖,底部中心開直徑2cm圓形出礦口用于放礦。
②X射線機:管電壓50 350kV、調(diào)節(jié)步長1.0kV/st印，管電流0.5 5.0mA、調(diào)節(jié)步長0.1mA/st印，焦點大小1.5mm，射線束角度40° X55°。X射線機的擺放要使射線發(fā)射窗口正對放礦模型，射線透照方向垂直于模型透照面，保證X射線在穿透礦巖材料后能夠垂直透照在X射線膠片上。③黑度計:量程O 5、精度0.01。④增感屏:為了增加靈敏度選用金屬熒光增感屏。⑤X射線膠片:為了保證礦巖材料被透照后能完整呈像，膠片尺寸按照模型實際尺寸大小裁定為IOcmX40cm，膠片裝入增感屏緊貼于射線出射面外側(cè)。二.標定巖石混入率與黑度值對應關系首先，將放礦模型固定于室內(nèi)，固定X射線機使射線出射窗口正對模型透照面并保證物距35cm，將X射線膠片放入增感片并緊貼于射線的出射面外側(cè)。其次，從測定系統(tǒng)中將已選定好的的磁鐵礦、白云巖混合出所需標定黑度值的巖石混入率0%裝入模型，透照，顯影后測定黑度值記為D1 ;按照所需標定黑度值的巖石混入率5%將礦巖材料混合裝入模型，透照，顯影后測定黑度值并記為D2,逐次標定的巖石混入率以5%遞增，直至按照所需標定黑度值的巖石混入率100%將礦巖材料混合裝入模型，透照，顯影后測定黑度值并記為D21。標定中每一張膠片的黑度值都對應一個巖石混入率。在標定中測定裝置、透照條件、透照礦巖材料保持不變，只改變裝入放礦模型內(nèi)的巖石混入率，直至將巖石混入率與黑度值對應關系全部標定后停止。三.測定放礦過程中礦巖材料黑度值測定所使用測定裝置、透照條件、透照礦巖材料與標定相同。將礦石材料裝入模型下部，裝入高度20cm，巖石材料覆蓋于礦石之上，覆蓋高度15cm。裝礦完畢后，不放礦透照一次；于第二次透照前放出礦巖體積200cm3 ;第三次透照前放出礦巖體積200cm3，恒定放礦量，重復上述操作在總放出礦巖體積達到2000cm3后終止。使用與標定相同的測定系統(tǒng)對礦巖材料透照，顯影后使用黑度計測定出黑度值，按照在此測定系統(tǒng)下標定的磁鐵礦、白云巖以及兩者不同混入率與黑度值對應關系，求出放礦過程中的巖石混入率。由于巖石混入率以5%遞增，標定巖石混入率與黑度值對應關系個數(shù)有限，因此步差內(nèi)的巖石混入率與黑度值對應關系按照差值法求出。計算一般式如下:
「 40/ Λ (,) _ Dr I Χ (次,'1-為)AYo = An + ^~-—
/.) ,,丨-1) ,
M +1HΑη%,Αη+1%為第η次，第η+1次標定黑度值時的巖石混入率；Dn, Dn+1分別為標定試驗中An%，An+1%巖石混入率所對應黑度值；
D為測定礦巖材料某位置的黑度值，D e R[Dn, Dn+1], n e +Z ；A%為所求放礦過程中黑度值為D位置的巖石混入率。使用該測定系統(tǒng)標定出白云巖混入率75%所對應黑度值為3.72，白云巖混入率80%所對應黑度值為3.81，測定在放礦過程中礦巖材料某一位置的黑度值為3.77，則此位置的巖石混入率A%等于77.78%。
權(quán)利要求
1.一種實驗室測定巖石混入率的方法，其特征在于該方法包括以下內(nèi)容: 一.測定系統(tǒng) 1.透照礦巖材料 選定兩種具有密度差的松散礦巖作為透照材料；巖石級配均勻，粒徑范圍O<d ≤5cm,礦石級配均勻,粒徑范圍O < d ≤5cm ；· 2.透照條件 透照條件可選用范圍為物距O 200cm,像距Ocm,管電壓50 450Kv、管電流O 5mA、曝光時間O 10分鐘，顯影條件為標準顯影流程；· 3.測定裝置 選擇X射線發(fā)射機、放礦模型、黑度計、增感屏和X射線膠片為測定裝置，測定裝置具有固定的布置擺放順序，放礦模型固定于實驗室與射線發(fā)射機位置保持不變，X射線機的射線發(fā)射窗口正對放礦模型，射線透照方向與模型透照面垂直，內(nèi)夾膠片的增感屏緊貼射線出射面外側(cè)，固定； 二.標定巖石混入率與黑度值對應關系 從已知物理屬性的透照礦巖中混合出所需標定黑度值的巖石混入率，混入率為0% 100%之間，裝入放礦模型并采用相同的測定系統(tǒng)對所需標定黑度值的各個巖石混入率進行透照，膠片經(jīng)顯影后測定黑度值，標定中每一張X射線膠片的黑度值都對應一個巖石混入率，測定裝置、透照條件、透照礦巖材料的選用在標定中保持不變，只改變放礦模型內(nèi)的巖石混入率，直至將各個巖石混入率與黑度值對應關系全部標定后停止，通過標定得到在該測定系統(tǒng)下具有密度差的此兩種松散礦巖以及兩者不同混入率與黑度值的對應關系； 三.測定放礦過程中礦巖材料黑度值 采用與標定相同的測定系統(tǒng)進行測定，將礦石材料裝入模型下部，巖石材料覆蓋于礦石之上，裝礦完畢后，不放礦透照一次，而后，恒定單次放礦量，在放礦過程中每放出一次便進行一次透照，在測定中得到的每張膠片都對應放礦中的一個階段，膠片經(jīng)顯影后測定黑度值，按照由相同測定系統(tǒng)下標定的黑度值與巖石混入率對應關系，求出放礦過程中的巖石混入率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實驗室測定巖石混入率的方法，其特征在于所述放礦模型內(nèi)觀尺寸米用范圍為5cm ^ L ^ 45cm、5cm ^ D ^ 45cm、25cm ^ H ^ 200cm,其中L為長，D為寬，H為高，上部開放，底部中心開直徑O IOcm圓形出礦口 ；礦石裝入高度10 55cm與巖石覆蓋高度關系1:0.5 1:2.5 ;放礦過程中一次礦巖放出體積為總裝入體積的1% 25%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實驗室測定巖石混入率的方法，用于研究礦石的貧化程度，揭示礦石貧化規(guī)律。本發(fā)明利用X射線透照不同的物質(zhì)，能夠得到不同的黑度值這一原理，采用X射線發(fā)射機、放礦模型、黑度計、增感屏和X射線膠片作為測定裝置，標定出具有密度差的松散礦巖以及兩者不同混入率與黑度值的對應關系；然后按照相同的測定系統(tǒng)對放礦過程中的松散礦巖進行透照，每放出一定量礦巖便進行一次透照，膠片經(jīng)顯影后測定黑度值，按照已標定的對應關系求出放礦過程中的巖石混入率。通過本發(fā)明能夠研究放礦過程中的礦石貧化過程，提高礦石質(zhì)量，提高礦山經(jīng)濟效益。
文檔編號G01N23/02GK103207190SQ20131013815
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月18日
發(fā)明者張國建, 由希 申請人:遼寧科技大學