Способ опробования руд месторождений полезных ископаемых

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Способ опробования руд месторождений полезных ископаемых
Изобретение относится к опробованию руд при геологоразведочных и горно-добычных работах с целью количественного определения содержания основных компонентов для подсчёта запасов, объективной оценки экономи­ческой значимости и инвестиционной привлекательности месторождений полезных ископаемых, управления процессом работ с обеспечением добычи руды планового содержания элементного состава. Целью предлагаемого изобретения является увеличение достоверности полученных результатов опробования и обеспечение полной безопасности рабочего персонала при непрерывном, бесконтактном опробовании руд в естественном залегании в шахтных условиях. Способ включает комплекс, состоящий из специальной машины (например, электрокары) с защитным козырьком, установленным на усиленных стойках, и оборудованный телескопической трубой, с закреплён­ным на ней компактным рентгенофлуоресцентным энергодисперсионным анал изатором РПП-12.

Текст

Смотреть все

(51) 03 7/00 (2006.01) 21 49/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ объективной оценки экономической значимости и инвестиционной привлекательности месторождений полезных ископаемых, управления процессом работ с обеспечением добычи руды планового содержания элементного состава. Задачей предлагаемого изобретения является увеличение достоверности полученных результатов опробования и обеспечение полной безопасности рабочего персонала при непрерывном, бесконтактном опробовании руд в естественном залегании в шахтных условиях. Способ включает комплекс, состоящий из специальной машины (например, электрокары) с защитным козырьком, установленным на усиленных стойках, и оборудованный телескопической трубой,с закреплнным на ней компактным рентгенофлуоресцентным энергодисперсионным анализатором РПП-12.(76) Досмухамедов Нурлан Калиевич Лезин Александр Николаевич Меркулова Валентина Петровна Токенов Нурсултан Маратович(56) Досмухамедов Н.К., Лезин А.Н. Разработка отечественных приборов аналитического контроля для предприятий горно-металлургического комплекса Казахстана.//Горный журнал Казахстана,2011,10, 28-35(54) СПОСОБ ОПРОБОВАНИЯ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ(57) Изобретение относится к опробованию руд при геологоразведочных и горно-добычных работах с целью количественного определения содержания основных компонентов для подсчта запасов, 27145 Изобретение относится к опробованию руд при геологоразведочных и горно-добычных работах с целью определения содержания основных компонентов для подсчта запасов, объективной оценки экономической значимости и инвестиционной привлекательности месторождений полезных ископаемых, управления процессом работ с обеспечением добычи руды с плановым содержанием элементного состава. Опробование месторождений полезных ископаемых, отбор и исследование проб из разных пунктов точек полезных ископаемых проводится с целью определения их состава и качества. Независимо от вида опробования, процесс разделяется на три стадии отбор проб обработка проб испытание(анализ) проб. Отбор проб в горных выработках осуществляется вырубанием борозды, задиркой по площади, взятием отдельных кусков или штуфов,сбором шлама буровых скважин, изъятием части породы, отбитой при проходке горных выработок. Пробы в горных выработках отбираются систематически с таким расчтом, чтобы оценка качества полезного ископаемого всего месторождения и его отдельных частей могла быть сделана на основании наименьшего количества проб, взятых из точек, отстоящих друг от друга на определнном расстоянии (от 2 до 50 м ) . Отбор проб из буровых скважин, вскрывающих залежи твердых полезных ископаемых, осуществляется извлечением образцов со дна или стенок скважин специальными приспособлениями,а также вымыванием разбуренной части залежи промывочной жидкостью. Обработка проб наиболее сложна при химическом опробовании тврдых полезных ископаемых. В этом случае проба, обычно весящая несколько кг, путм многократного дробления, перемешивания и сокращения доводится до химической навески, измеряемой несколькими граммами. Отбор проб производится в обнажениях,различные горных выработках и буровых скважинах, как в естественных залеганиях, так и из отбитых или складированных масс. Выделяются три группы способов отбора проб в горных выработках точечные, линейные и объмные. К первой относятся штуфной, когда проба представлена отдельными образцами, точечный - порции отбиваются по определенной сети со стенок горных выработок, горстевой - порции отбиваются по сетке с поверхности отбытой руды или породы в навале,вагонетке, машине и др. Представители второй группы - бороздовый и шпуровой способы. Бороздовым способ наиболее распространн в практике геологоразведочных работ заключается в отбойке или выпиливании борозд различного сечения и длины в зависимости от мощности тела полезных ископаемых и характера распределения составляющих его компонентов. Шпуровой способ заключается в сборе материала получаемого при бурении шпуров для проходки горных выработок или специально задаваемых для опробования. К третьей группе относятся задирковый и валовый способы Альбов М.Н. Опробование месторождений полезных ископаемых. -М., 1965. Для получения достоверных результатов при опробовании приходится подвергать исследованию многие сотни тысяч проб. Работа специалиста,занимающегося отбором проб руд, связана с целым рядом опасных производственных факторов. Прежде всего, это работы в подземных условиях,связанные с ограниченным пространством, с возможным выделением вредных газов,образованием пыления, в воздушной среде не всегда по составу отвечающей существующим нормативам,в условиях повышенной влажности, шума,недостаточного освещения и т.д. При современном подходе в решении вопросов улучшения условий труда работающих,совершенствования системы геологического обслуживания горных предприятий усилия государственных органов должны быть направлены,с одной стороны, на повышение оперативности получения информации о качестве руд(возможность получения результатов по максимальному количеству компонентов,присутствующих в пробах), производительности,достоверности и представительности опробования руд, с другой - на максимальное исключение трудомких работ и опасных производственных факторов. Необходимость в совершенствовании традиционной системы геологического обслуживания горных работ в направлении повышения оперативности получения информации о качестве руд всегда стояла на повестке дня. С начала 70-х годов прошлого столетия, как альтернатива традиционной технологии геологического обслуживания горных работ, стало развиваться новое направление ядерногеофизических технологий опробования руд (ЯГФТОР). Так,с 1971 года применялся рентгенорадиометрический анализ проб бурового шлама на аппаратуре БРА-6,затем рентгенорадиометрическое опробование забоев на аппаратуре РПС 4-01 Гагара и рентгенорадиометрический каротаж подземных разведочных и веерных отбойных скважин на аппаратуре РРК-103 Поиск с каротажным датчиком СРПД (аналоги) Справочник - ССН(дополнение) Работы геологического содержания общего назначения, //./. Уровень аппаратурного и методического обеспечения тех лет позволял решать с помощью ядерно-геофизических технологий опробования руд только локальные задачи. К недостаткам также относится недостаточная точность анализов проб,ограниченный список определяемых элементов,длительность процесса, связанная с определнными опасностями для обслуживающего персонала. Опробование забоев обычно проводится бригадой,состоящей из оператора и его помощника. Технология опробования забоя на содержание ценных компонентов заключается в следующем. В горной выработке оператор управляет анализатором, а его помощник - поднимает на специальных штангах блок возбуждения и детектирования вторичных излучений БВД (далее 2 датчик) к кровле выработки и последовательно по точкам, с шагом 15-20 см., перемещает его к почве. Энергопитание датчика и передачу информации от датчика к анализатору осуществляют через коаксиальный кабель, длиной 12-14 м. Общий вес комплекта аппаратуры составляет более 20 кг. В процессе опробования прибором определяют интенсивность характеристического и рассеянного излучения, и далее, по полученным данным,оператор вручную по графику или палетке вычисляет количественное содержание компонентов в исследуемой поверхности. Новый этап в опробовании забоев начался в конце 90-х годов прошлого столетия, с внедрением в эксплуатацию для проведения элементного анализа руд переносных полевых энергодисперсионных рентгенофлуоресцентных приборовРПП 12 (прототип) Досмухамедов Н.К., Лезин А.П. Разработка отечественных приборов аналитического контроля для предприятий горно-металлургического комплекса Казахстана.//Горный журнал Казахстана,2011, 10, 28-35. Энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный прибор РПП-12 предназначен для проведения высокоточного многоэлементного опробования руд в естественном залегании - стенки горных выработок, уступы карьеров, естественные обнажения и т.д. в отбитой горной массе и крупнодробленых пробах - руды в навале, штуфы,керн, пробы бурового шлама а также для экспрессанализа порошковых проб руд и горных пород на 4 элемента - Си, , ,или , , , , в условиях полевых лабораторий. РПП-12 состоит из датчика, в котором размещаются источники ионизирующего излучения (1-2 радионуклида Р 238), пропорционального детектора излучений,сопутствующей электроники и устройства регистрации и обработки данных. Время непрерывной работы прибора без подзарядки аккумуляторов не менее 40 часов. Интегрированный пакет прикладных программ прибора позволяет осуществлять восстановление спектра вторичного излучения (включая разделение наложенных линий элементов с соседними атомными номерами) учет матричного эффекта (включая эффекты второго порядка) управление процессами накопления,отображения, обработки информации и вывода результатов обработки,как на жидкокристаллическое табло спектрометра, так и на внешние устройства. Надежность прибора,небольшие габариты устройства регистрации и обработки (3585140 мм), датчика (160120 210 мм) и малый вес (масса анализатора 0,5 кг,датчика, вместе с блоками энергопитания аппаратуры, 0,7 кг), обеспечили мобильность передвижения бригад опробования по горным выработкам. Применяемое в приборе программное обеспечение, которое не уступает, а по многим параметрам, даже превосходит программное обеспечение зарубежных аналогов, позволило достичь существенного повышения достоверности результатов опробования. При установке на исследуемую поверхность датчика, устройство регистрации и обработки в течение 10 с. производит автоматическое определение количественных содержаний в руде железа, меди, свинца и цинка с выдачей результатов на дисплей прибора. В памяти прибора может сохраняться до 1000 результатов. При этом сама технология опробования, по сравнению с использованием других известных аналоговых приборов, не изменилась. Также как и раньше, при опробовании руд в шахтных условиях оператор управляет анализатором, а его помощник поднимает на специальных штангах прибор РПП-12 к кровле выработки и последовательно по точкам, с шагом 15-20 см., перемещает его к почве. Полученная информация при опробовании с датчика, передвигаемого по точкам опробования вручную, по сигнальному кабелю длиной 12-14 м поступает на анализатор. Главным недостатком любого вида опробования вручную, независимо от типа используемой аппаратуры, является риск угрозы жизни и здоровью людей, занятых на проведении процесса опробования. Работа специалиста, выполняющего опробование проб руд в естественном залегании,занимает 35-60 минут, в зависимости от плотности сети опробования и сопряжена с целым рядом опасных производственных факторов. Кроме опасностей, указанных выше, следует отнести также возможные наезды горной техники, падение на них кусков горной породы с кровли и бортов выработки,которые они зачастую непроизвольно провоцируют сами, касаясь нависших горных масс датчиком при его передвижении по намеченным точкам опробования. Для обеспечения безопасности специалисты часто нарушают схему опробования,что приводит к возможному пропуску рудных интервалов между точками опробования, и как следствие - снижение достоверности результатов опробования. Задача предлагаемого изобретения является повышение достоверности полученных результатов опробования и обеспечение полной безопасности рабочего персонала при опробовании руд в естественном залегании в шахтных условиях. Поставленная задача достигается созданием комплексной технологии бесконтактного,непрерывного опробования, базирующегося на длительном положительном опыте эксплуатации энергодисперсионных рентгенофлуоресцентных приборов РПП-12 и современных достижениях науки и техники в области высоких технологий. Способ включает специальную машину (например,электрокару) с защитным козырьком,установленным на усиленных стойках,и оборудованную телескопической трубой,с закреплнным на ней компактным рентгенофлуоресцентным энергодисперсионным анализатором. Способ опробования осуществляется следующим образом. Оператор производит опробование горных выработок или отбитой горной массы, находясь в кабине специальной машины с защитным козырьком. Опробование осуществляется при помощи закреплнного на телескопической трубке компактного рентгенофлуоресцентного энергодисперсионного анализатора. Аппаратурный 3 блок движется равномерно,параллельно исследуемой поверхности, не касаясь е, на расстоянии 20-40 см. В результате, поскольку опробование производится бесконтактно по непрерывной линии над рудой, падения кусков горной массы с бортов выработки при опробовании шахтных очистных забоев и бортов карьеров,практически полностью исключаются. Следовательно,исключаются пропуски и нарушения запланированной схемы опробования. При случайных падениях горной массы безопасность оператора обеспечивается наличием предусмотренного защитного козырька,установленного на усиленных стойках. Управление опробованием и выдача результатов опробования производится в автоматическом режиме промышленным компьютером, который оснащен специально разработанной программой и устанавливается в кабине машины. В процессе опробования информация о содержании анализируемых элементов выдатся на дисплей, а по окончании опробования заданного сечения детектора с термоохлаждением,цифрового сигнального процессора,миниатюрных рентгеновских излучателей, беспроводных технологий, а также оптимизация блока возбуждения и детектирования позволит обеспечить скорость опробования - не менее 0,2 м/сек. Пример. Проверку способа осуществляли на электрокаре, оборудованной защитным козырьком,установленным на усиленных стойках высотой,обеспечивающей размещение оператора и аппаратуры. Телескопическая труба(с изменяющейся длиной от 1 до 14 м) размещалась в электрокаре с возможностью обеспечения изменения расстояния от исследуемой поверхности в пределах 20-40 см. В верхней части телескопической трубы закрепляется(устанавливается) анализатор РПП-12. Телескопическая труба,с закреплнным анализатором и управляемая оператором из кабины машины, перемещается равномерно, параллельно исследуемой поверхности, на расстоянии от не в пределах 20-40 см. Для определения оптимального расстояния размещения анализатора от исследуемой поверхности проведены замеры проб непосредственно с поверхности (химический анализ) и на расстоянии 20 см, 40 см и 50 см с использованием прибора РПП-12. Эффективность применения новой непрерывной, бесконтактной технологии опробования горных выработок,направленной на обеспечение полной безопасности,подтверждается полученными результатами,представленными в таблице 1. Таблица 1 Результаты анализов поверхности горной выработки по вертикали с использованием разработанного способа опробования руд Расстояние анализатора от исследуемой поверхности 0 см 20 см 40 см 50 см Хим.анализ РПП-12 РПП-12 РПП-12 Р Расстояние анализатора от исследуемой поверхности 0 см 20 см 40 см Хим.анализ РПП-12 РПП-12 Р Как видно из таблицы 1, результаты, полученные с использованием предлагаемого непрерывного,бесконтактного способа опробования исследуемой поверхности на расстоянии 20-40 см показывают высокую сходимость с результатами классического химического анализа. При увеличении расстояния больше заявляемого предела - на расстоянии 50 см от исследуемой поверхности,результаты получаются заниженными, по отношению к результатам химического анализа. Это можно объяснить возможностями анализатора, то есть снижением его чувствительности и не точностью измерений. Отсюда можно сделать вывод, что оптимально возможным расстоянием проведения опробования от исследуемой поверхности, является расстояние в пределах 20-40 см. Этого вполне достаточно для обеспечения безопасности работы оператора и достижения повышенной достоверности полученных результатов по опробованию руд месторождений полезных ископаемых. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ опробования руд месторождений полезных ископаемых, включающий периодическое опробование,проводимое в составе двух операторов, при помощи металлической штанги длиной 12-14 м, с установленным на ней анализатором рентгенофлуоресцентного прибора РПП-12, с интегрированным пакетом прикладных программ,сопутствующую электронику,коаксиальный кабель 12-14 м для обработки и передачи данных на пульт управления,отличающийся тем, что опробование руд осуществляют непрерывно,бесконтактно с использованием комплекса,включающего спецмашину, оборудованную защитным козырьком,установленным на усиленных стойках,и телескопическую трубу, с закреплнным на ней анализатором. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что телескопическая труба устанавливается на спецмашине с возможностью автоматического перемещения по вертикали с обеспечением расстояния измерений анализатором от исследуемой поверхности 20-40 см.

МПК / Метки

МПК: E21B 49/00, B03B 7/00

Метки: месторождений, опробования, способ, полезных, руд, ископаемых

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/5-ip27145-sposob-oprobovaniya-rud-mestorozhdenijj-poleznyh-iskopaemyh.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ опробования руд месторождений полезных ископаемых</a>

Похожие патенты