Вопрос №14 (Группы горно-технологических параметров пород, выделяемые по принципу принадлежности к определенным процессам технологического воздействия)

Горно-технологические параметры пород подразделяются на несколько групп по принципу принадлежности к определенным процессам технологического воздействия:

1) характеризующие общую разрушаемость пород механическим способом, например твердость, крепость, вязкость и дробимость;

2) характеризующие разрушаемость пород определенными механизмами, например буримость, сопротивляемость резанию, экскавируемость, зарубаемость, взрываемость, удельные усилия внедрения и т. д.;

3) оценивающие воздействие породы на инструмент, например абразивность;

4) оценивающие качество полезных ископаемых, например коксуемость для углей, морозостойкость и термостойкость для строительного камня;

5) устанавливающие производительность или эффективность иных процессов воздействия на горные породы (кроме разру-шения), например обогатимость, флотируемость, устойчивость в отвалах и т. д.;

6) определяющие особое поведение пород при разработке месторождений полезных ископаемых, например выбросоопасность, метаноносность, самовозгораемость и др.;

7) оценивающие эффективность воздействия на горные по-роды различными немеханическими методами с целью их разрушения, упрочнения, плавления и т. д.; например термобуримость, критерий эффективности нагрева токами высокой частоты, электротермомеханическая разрушаемость и др.

Вопрос №15 (Использование физических свойств пород для контроля качества ископаемых углей)

Под качеством подразумевают либо в отдельности, либо в том или ином наборе или во всей совокупности такие понятия, как крупность, гранулометрический состав, прочность отдельных кусков горной массы, способность не разрушаться и не образовывать пыли в условиях высоких температур, определенное процентное содержание (не ниже) полезного компонента, определенное процентное содержание (не выше) для данного вида сырья вредных компонентов, определенная допустимая влажность и т. д.

Параметры качества ископаемых углей. Качество углей как объекта технологического использования оценивается следующими параметрами:

теплота сгорания — количество теплоты, выделяемое при полном сгорании 1 кг угля; характеризует угли как энергетическое топливо;

зольность Ас — относительное массовое содержание несгорающего остатка, образующегося из минеральных примесей в угле при полном его сгорании. В каменных и бурых углях зольность может достигать 45 %, в горючих сланцах — 50— 80 %. Зола уменьшает теплоту сгорания, загрязняет поверхность нагрева и вследствие этого снижает интенсивность теплообмена, вызывает износ нагревательных устройств, загрязняет атмосферу; термохимическая стойкость — свойство углей сопротивляться химическому разложению при нагревании; термохимическая стойкость возрастает с увеличением степени углефикации углей;

спекаемость — свойство углей размягчаться при нагревании без допуска воздуха, переходить в пластическое состояние в интервале температур 350—450 °С и образовывать твердый спекшийся кусок. Спекаемость углей определяют при коксовании их в тигле в виде навески тонкоизмельченного порошка. Толщина образовавшегося пластического слоя у (мм) служит показателем спекаемости. Дополнительно к этому полученный спекшийся образец подвергают раздавливанию. Величина требуемого для раздавливания усилия также характеризует степень спекаемости угля;

коксуемость — свойство углей образовывать при нагревании кокс. Коксуемость определяют методом лабораторного коксования углей в специальной установке с одновременной фиксацией различных происходящих при этом эффектов — изменения объема угля, разности температур размягчения и затвердевания углей, изменения температуры по высоте загрузки и др.; выход летучих веществ Vr — количество выделяющихся газов при нагреве углей без доступа воздуха, выраженное объемом газов на единицу массы угля или относительным массовым количеством летучих веществ в процентах. За основные показатели при промышленной классификации углей и антрацитов принимают: для каменных углей — выход летучих веществ V и спекаемость, выраженную толщиной пластического слоя у или характеристикой нелетучего остатка; для бурых углей — содержание влаги в рабочем топлиие для антрацитов — выход летучих веществ и теплоту сгорания Qr6.

Контроль зольности каменных углей. Обычный метод контроля зольности — это сжигание в стандартных условиях (при температуре печи 815 °С) навески угля и взвешивание минерального остатка. Процесс этот длится 3 ч (ГОСТ 11022—75). Исследованиями установлено, что от зольности углей зависят практически все их физические свойства. Так, известно, что с увеличением зольности углей возрастает скорость распространения в них ультразвука, с увеличением степени метаморфизации углей повышается их диэлектрическая проницаемость и величина диэлектрических потерь, определенным образом меняется их отражательная способность (рис. 20.7). Для некоторых угольных бассейнов (например, Подмосков-ного) вычислены корреляционные зависимости, по которым можно судить о зольности углей по величине их объемной массы. Существует связь между зольностью углей и содержанием в них тория (%), которая может быть представлена так: Th = (0,13Лс + 6,66) Ю-4. (20.19) Поэтому общая интенсивность I естественного гамма-излучения (имп./мин) зависит от зольности углей и описывается следующим уравнением: / = 11,42 Лс—39,4. (20.20) В конструкциях датчиков зольности углей используют наиболее четкие для конкретного месторождения зависимости свойств от зольности.