7.4. Сыпучесть

Сыпучесть минерального сырья определяют по массе материала, высыпавшегося за единицу времени через единицу площади выпускного отверстия.

Основной прибор для определения сыпучести материала крупностью до 3 мм – воронка Гарри. Это конус с углом конусности 35º и диаметром выпускного отверстия 30 мм.

Степень сыпучести _с

.

Здесь m – масса пробы, m = 6-10 кг;

t – продолжительность высыпания.

Если материал образует свод и не высыпается, степень сыпучести принимают равной нулю.

Угол естественного откоса – наибольший угол, образованный свободной поверхностью материала. Для испытаний применяют цилиндр без дна. Диаметр цилиндра для материала крупностью 3, 25, 50 мм составляет соответственно 0,1; 0,5; 1 м, а высота – 0,15; 1; 1,5м. Материалом пробы заполняют цилиндр, установленный на горизонтальной поверхности, и медленно поднимают его. Затем находят угол естественного откоса 

tg 

где Н – высота образовавшегося конуса; D – его диаметр.

Угол естественного откоса можно использовать для другой оценки сыпучести

.

7.5. Слёживаемость

Слеживаемость – это увеличение связности материала с течением времени при его хранении в неподвижном слое.

Слеживаемость может определяться физико-механическим и физико-химическим сцеплением.

Сцепление сыпучих материалов оценивается сопротивлением первоначальному сдвигу и коэффициентом сцепления, а также величиной внутреннего трения.

Для определения этих характеристик используют сдвиговый прибор ГГП-30. На этом приборе определяют сдвиговые нагрузки , при которых начинается резкое нарастание нестабилизирующейся деформации сдвига между частями пробы при заданных нормальных нагрузках Р₁ и Р₂.

Тогда

.

Здесь К_тр = tg – коэффициент внутреннего трения;

С – сцепление.

Аналогично определяют коэффициент внешнего трения, заменяя одну из сдвигаемых частей пробы образцом материала ограждающей стенки: бетона, стали и т.п.

7.6. Насыпная плотность и самоуплотнение

Насыпная плотность – это плотность единицы объема добытой руды в конкретных условиях ее нахождения.

Лучший способ измерения насыпной плотности - определение некоторого объема и массы руды. Это возможно в промышленных условиях.

В лабораторных условиях насыпную плотность определяют по наполнению материалом цилиндра объемом 0,005 – 0,05 м³. Высота цилиндра 185 – 400 мм, диаметр 185 – 400 мм. Наполненный цилиндр с выровненной поверхностью взвешивают и массу руды делят на ее объем.

В процессе хранения происходит самоуплотнение материала.

Для оценки самоуплотнения определяют насыпную плотность материала без уплотнения _о. Зная высоту насыпаемой толщи материала h вычисляют его давление на дно емкости. Для определения самоуплотнения пробу уплотняют, наложив груз, соответствующий рассчитанному давлению. Материал выдерживают под нагрузкой в течение суток, а затем определяют объем спрессованной пробы и соответственно увеличенную насыпную плотность _h.

До глубины примерно 10 м существует пропорциональная связь между глубиной слоя руды h_i и насыпной плотностью _i.

.

Для усеченной пирамиды найдена формула для усредненной насыпной плотности

.

Здесь _о и _h – насыпная плотность на поверхности материала и на глубине h;

S₁ и S₂ – площади верхней и нижней граней пирамиды.