不規則形狀大塊礦巖體積估計方法
2023-10-08 15:46:59 4
專利名稱：不規則形狀大塊礦巖體積估計方法
技術領域：
本發明屬採礦技術領域，是一種估算不規則形狀大塊礦石(或巖石)體積的方法，適用於對吸水率較低的各種不同類型的礦巖進行體積估算。
背景技術：
礦山在選擇鑿巖爆破參數時，經常需要測定大塊率指標，並通過分析、判斷大塊率高低對鑿巖爆破參數進行優化，最終確定礦山生產過程中使用的合理的鑿巖爆破參數。
通常地，測定不規則形狀大塊礦石(或巖石)很難進行較準確的計算，最好將礦石置入液體中，測量其體積。由阿基米德定律可知，排出液體的體積即為大塊礦石(或巖石)的體積。採用這種方法雖然能較準確地測定不規則礦石(或巖石)，但操作起來很不方便。用此方法是不切實際的工序複雜，效率極低。
發明內容
本發明目的是提出一種比較準確又能快速估算不規則大塊礦巖體積的方法，便於礦山測定回採爆破後礦石(或巖石)的體積，並計算大塊率指標，具有較高的精度，從而為礦山優化鑿巖爆破參數提供依據。
本發明採用實測小塊礦石(或巖石)的三維尺寸計算其外切長方體體積，並採用浸入法測定體積，即將其置入液體中測定其實際體積，找出兩者的換算關係，即求得兩者的換算係數。根據相似原理，通過測定大塊礦石(或巖石)外切長方體的三維尺寸，尤其只要測三個尺寸，就可以最終準確計算出大塊的體積。
本發明估算巖石體積的步驟及方法是1)在礦山生產流程中隨機抓取一定量的小塊礦石；2)採用長度測量器具度量每一塊礦石的三維尺寸，在度量時以小塊礦石最大方向的尺寸作為長度a，以外切長方體的方法確定與長度垂直的二維測量尺寸，得到二維的二個尺寸b、c；3)根據長度和二維的二個尺寸計算出其外切長方體體積(本發明稱度量體積)Vd＝abc；4)根據阿基米德定律，將這些小塊礦石淹沒在液體中，測出其排出液體的體積即為小塊的實際體積VS；5)由度量體積Vd、實際體積VS得到它們的換算係數，K＝VS/Vd；6)不規則形狀大塊礦巖體積的三維尺寸Vd＝abc、VS＝KVd＝Kabc。
本發明選取與此長度方向垂直的一個截面作為二維測量面，得到二維的二個尺寸b、c；本發明方法一般選取最大截面積處測定寬和高二維尺寸；本發明基於這樣的認識對於某個特定礦山，不論礦石塊度是大還是小，礦石的形狀是相似的(即相似原理)。因此，通過度量大塊礦石的三維尺寸即可估算出其實際體積，計算公式為VS＝Kabc。
1、本發明技術特點通過度量大塊礦石的三維尺寸可較準確地估算其實際體積；測定工作可以隨時隨地進行，不需要複雜的過程和苛刻的條件；又能快速估算不規則大塊礦巖體積，滿足生產實踐的需要。
具體實施例方式
小塊礦石度量時採用卡鉗(或其他計量器具)度量每一塊礦石的三維尺寸，在度量時以小塊礦石最大方向的尺寸作為長度，並以此度量其外切長方體另二維尺寸，一般取最大面積處取寬、高的尺寸。根據三維尺寸計算出其外切長方體體積(本發明稱度量體積)Vd。計算三維尺寸的比例。並依此進行分類成各種細分的長方體，將它們分為扁平型、近似立方體型、純長方體型(要求的精度較高時採用)得到不同的K值取值範圍。
根據阿基米德定律，將這些小塊礦石淹沒在液體中，測出其排出液體的體積即為小塊的實際體積VS。
由度量體積Vd、實際體積VS得到它們的換算關係，K＝VS/Vd。
經一定量的小塊礦石的計算，K的取值範圍在0.4-0.55左右，常用的K值取0.5。
如典型的測量一大塊礦石，長0.8米，寬0.73米，高0.74米，計算Vd等於0.43216立方米，K值取0.5時則VS是0.216立方米，實測亦相同，符合得很好。扁平型、錐形等形狀要將K值取0.4-0.45較為符合。
梅山鐵礦是國內著名的大型地下礦山，年礦石生產能力在300萬噸以上。在過去的幾十年中，礦山在結構參數、鑿巖爆破參數方面進行了多次改進，通常情況下，無論改變炮孔直徑、抵抗線、炸藥等參數中的哪一個參數，都要對爆破情況進行標定。通過標定工作，掌握各種粒級的組成，並根據大塊率高低對參數進行優化調整。
在測定大塊體積時，我們採用了不規則形狀礦石(或巖石)體積估算法，滿足了採礦生產的需要。實踐證明該項技術工藝簡單、實用，實施容易，也具有一定的精度，可在國內礦山領域推廣應用。
權利要求
1.不規則形狀大塊礦巖體積估計方法，其特徵是1)在礦山生產流程中隨機抓取一定量的小塊礦石；2)採用長度測量器具度量每一塊礦石的三維尺寸，在度量時以小塊礦石最大方向的尺寸作為長度a，以外切長方體的方法確定與長度垂直的二維測量尺寸，得到二維的二個尺寸b、c；3)根據長度和二維的二個尺寸計算出其外切長方體體積(本發明稱度量體積)Vd＝abc；4)根據阿基米德定律，將這些小塊礦石淹沒在液體中，測出其排出液體的體積即為小塊的實際體積VS；5)由度量體積Vd、實際體積VS得到它們的換算係數，K＝VS/Vd；6)不規則形狀大塊礦巖體積的三維尺寸Vd＝abc、VS＝KVd＝Kabc。
2.由權利要求1所述的不規則形狀大塊礦巖體積估計方法，其特徵是選取與此長度方向垂直的一個截面是大尺寸處測定，高和寬二個尺寸b、c。
3.由權利要求1所述的不規則形狀大塊礦巖體積估計方法，其特徵是根據三維尺寸的比例，並依此進行分類，將它們分為扁平型、近似立方體型、純長方體型得到不同的K換算係數範圍。
全文摘要
不規則形狀大塊礦巖體積估計方法，在礦山生產流程中隨機抓取一定量的小塊礦石；以長度測量器具度量每一塊礦石的三維尺寸，在度量時以小塊礦石最大方向的尺寸作為長度a，以外切長方體的方法確定與長度垂直的二維測量尺寸，得到二維的二個尺寸b、c；計算出其外切長方體體積V
文檔編號G01B21/00GK1776361SQ20051009570
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月18日 優先權日2005年11月18日
發明者範慶霞 申請人:寶鋼集團上海梅山有限公司