Способ определения среднего содержания полезного компонента в части месторождения

(19) (11) 29 А 1 1)5 Е 21 С 39/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРС У СВИДЕТЕЛЬСТВУ азССРЕ.А. Жовтис,оонная геателей жегнетитовых ый журнал,ваис ом со-:. акГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ Гд-Т СССР(71) Институт горного дела АН К(56) Николаев К,П. Эксплуатацметризация качественных покалезорудных месторождений маруд Кривбасса, Изв. ВУЗов, Горн1964, М 4.Авторское свидетельство СС(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕГО СОДЕРЖАНИЯ ПОЛЕЗНОГО КОМПОНЕНТА В ЧАСТИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ(57) Изобретение относится к горнодобйвающей промышленности. Цель изобретения - повышение точности, оперативности и снижение трудоемкости. Для этого бурят скважины, отбирают керны, составляют геологическую карту, осуществляют построе-ние геологических профилей. Выделяют на геологической карте подсчетные блоки с одинаковой площадью полезного ископаемого, производят построение погоризонтных планов с изолиниями оконтуривания полезного ископаемого для каждого выделенного подсчетного блока. Изготавливают из непрозрачного материала диафрагму.1 3 Изобретение относится к горнодобы ющей промышленности и может быть пользовано при перспективн планировании добычи руд с заданными держаниями полезных компонентов, аПоследняя равна по размерам погоризонтному плану. Отверстие диафрагмы равно площади оконтуривания полезного ископаемого на погоризонтном плане. Измеряют фототок при освещении блока приемников через отверстие диафрагмы. Отверстия на диафрагме преобразуют в прозрачный участок. Выделяют на нем площади участков с различным содер)канием полезных компонентов, Для каждой выделенной площади участка изготавливают светофильтр с соответствующим коэффициентом пропускания световых лучей и соответствующими площади участка размерами и формой, Размещают светофильтры на прозрачном участке диафрагмы в соответствии с выделенными изолиниями площадями. Измеряют фототок при освещении блока приемников через прозрачные участки диафрагмы с одновременно наложенными на них светофильтрами. Среднее содержание полезного компонента в каждом подсчетном блоке определяют по формуле ЧЧ - (1 ф.св/3 ф)100, гдеф.св.,ф - величина фототока при освещении диафрагмы соответственно со светофильтрами и без светофильтров, мА. При изменении качества полезного ископаемого в п раз соответственно в и раз изменяют коэффициент пропускания световых лучей в соответствующих светофильтрах. 1 з.п, флы, 4 ил. же для оперативного выполнения производственных задач, направленных на усреднение разнокачествен ного сырья для обогатительных, металлургических и химических предприятий,1716129 Известен способ, основанный на построении графического материала, выделении участков разнокачественного сырья с учетом размещения полезного компонента в пространстве рудной залежи и оп ределения среднего содержания в блоке, например, для железа магнетита по фор- муле 10 Еец 31 1 о,д15 Чп,и. = Чбгде Чп.и - объем полезного ископаемого в подсчетном блоке;Чб - объем горной массы подсчетного 20 блока;1 О,д, - величина фототока при освещенииотверстия диафрагмы;1 п,п - величина фототока при освещенииотверстия с размерами погоризонтного пла на.Известный способ имеет следующиенедостатки, Указанный способ позволяет определять только объемы рудного тела, а все остальные расчетные операции для оп ределения среднего содержания полезного компонента проводятся ручным способом по соответствующим формулам и зависимостям с использованием полученного объема. Составление погоризон тных планов для каждого выделенногоучастка создает трудоемкость при вычислениях и значительно ограничивает область применения способа, Изготовление диафрагм с отверстием, равным по разме;40 ру погоризонтному плану, с выделеннымина них участками создает дополнительный объем операций для осуществления способа, что приводит к увеличению погрешностей при измерениях фототока, а наличие 45 отверстия в диафрагме затрудняет одновременное наложение светофильтров и участков равного содержания на погори.эонтный план, Определение количества полезного ископаемого с помощью изме рения фототока является этапом при определении среднего содержания полезного компонента, поэтому требуются дополнительные операции при расчетах, Это увеличивает трудоемкость и снижает точность и 55. оперативность при получении результатов.Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу, включающему бурение скважин, отбор кернов, построение погоризонтных планов с изолиниями оконтурива Ее Я 1Ее -иХ з г,где 51-1-я площадка -го блока, м;Еец - среднее содержание, соответствующее 1-й площадке -го блока, .Далее определяют средневзвешенное значение среднего содержания полезного компонента из всех блоков Данный способ определения среднего содержания полезного компонента имеет значительную трудоемкость в расчетных операциях, связанных с подсчетами площадей разнокачественного сырья и их объемов. На проверку расчетов требуется большое количество времени, Различные типы месторождений требуют присущие только им методы определения среднего содержания полезных компонентов. Все это существенно влияет на точность, оперативность и трудоемкость операций при определенйи среднего содержания полезного компонента,Наиболее близким к предлагаемому является способ определения количества полезных ископаемых в части месторождения, включающий бурение скважин и отбор из них кернов, составление геологической карты, построение геологических профилей и разрезов, выделение на геологической карте подсчетных блоков, построение погориэонтных планов с изолиниями оконтуривания полезного ископаемого, изготовление из непрозрачного материала диафрагм с отверстиями, измерение фототока при освещении блока приемников через отверстия диафрагм и определение количества полезного ископаемого. Подсчетные блоки выделяют с однородной для данного подсчетного блока мощностью полезного ископаемого, составляют погориэонтные планы для каждого выделенного подсчетного блока, диафрагмы изготавливают равными по размеру погоризонтным, планам, а отверстия в них- равными участкам планов, ,ограниченным изолиниями оконтуривания полезного искомаемого, Затем дополнительно измеряют фототок при освещении блока приемников через отверстия, равные по размерам погоризонтным планам, а количество полезного ископаемого в каждом подсчетном блоке определяют по формулеф = Оф.св/1 ф) 100%,ния полезного ископаемого для каждого выделенного подсчетного блока, изготовление из непрозрачного материала диафрагмы, равной по размерам погоризонтному плану и с отверстием, равным площади оконтуривания полезного ископаемого на погоризонтном плане, измерение фототока при освещении блока приемников через отверстие диафрагмы, отверстия на диафрагме, преобразовывают в прозрачный участок, выделяют на нем площади участков с раз-, личным содержанием полезных компонентов, для каждой выделенной площади участка изготавливают светофильтр с соответствующим коэффициентом пропускания световых лучейи соответствующими площа-, ди участка размерами и формой, размещают светофильтры на прозрачном участке диафрагмы в соответствии с выделенными изолиниями площадями, измеряют фототок при освещении блока приемников через прозрачные участки диафрагмы с одновременно наложенными на них светофильтрами, а среднее содержаиие полезного компонента в каждом подсчетном блоке определяют по формуле где 1 ф.св 1 ф - величина фототока при, освещении диафрагм соответственно со свето- фильтрами и без светофильтров, мА.При изменении качества полезного ископаемого в п раз соответственно в и раз изменяют коэффициент пропускания световых лучей в соответствующих светофильтрах.Проведен анализ известных способов определения среднего содержания полезного компонента.,В процессе анализа выявлены способы определения среднего содержания полезного компонента, основанные на построении графического мате- риала, выделении участков равного содержания с учетом средневзвешенных значений, применении математической статистики, матричной модели процесса усреднения, способа определения количества полезного ископаемого в заданной части месторождения, которые при определении среднего содержания полезного компонента создают значительную трудоемкость в расчетных операциях, снижают оперативность при планировании работ, увеличивают количество конструктивных элементов и рИ расчетах, а отсюда создают дополнительный ряд погрешностей, влияющих на полное и качественное использование полезного компонента в народном хозяйстве,В предлагаемом решении преобразование отверстия диафрагмы в прозрачный участок необходимо для жесткого размещениясветофильтров на прозрачном участке ди 5 афрагмы в соответствии с выделенными участками полезного ископаемого напогоризонтном плане.Выделение на прозрачном участке диафрагмы изолиниями оконтуривания пло 10 щадей с различным содержаниемполезных компонентов с погоризонтногоплана необходимо для правильного размещения светофильтров, моделирующих участки ап редел яемых компонентов в15 соответствующих разМерах на погоризонтном плане,Изготовление светофильтра с коэффициентом пропускания световых лучей, соответствующего еодержанию выделенного20 компонента на участке погоризонтного плана и равного по размерам и форме площадивыделенного участка, необходимо для получения единичной модели качества полезного ископаемого соответствующего25 компонента на выделенном участке погоризонтного плана.Размещение светофильтров на прозрачном участке диафрагмы в соответствииих принадлежности выделенным изолиния 30 ми площадям участков необходимо для исключения погрешностей и ошибок привычислениях среднего содержания полезного компонента в части месторождения,которые могут получиться в результате не 35 соответствующего координатного размещения моделей светофильтров на прозрачномучастке диафрагмы по отношению к расположенным и принадлежащим им выделенным участкам на погоризонтном плане.4 О Дополнительное измерение фототокапри, освещении блока приемников черезпрозрачные участки диафрагмы с одновременно наложенными на них светофильтрами позволяет получить значение фототока,45 которое при соответствующей интерпретации фотоэлектрических значений в качественные показатели полезного ископаемогов процентном содержании полезного компонента позволяет осуществить технологи,50 ческое решение поставленной задачи.Определение среднего содержания полезного компонента в каждом подсчетномблоке по формуле 55 Ю = (1 ф.св./1 ф) 100,где ЧЧ - среднее содержание полезного компонента в подсчетном блоке, %;1 ф.св - величина фототока при освещении диафрагмы со светофильтрами, мА;ф - величина фототока при освещении диафрагмы без светофильтров, мА, позволяет по сравнению с известными способами повысить точность, оперативность и снизить трудоемкость операций при расчетах,Изменение коэффициента пропускания световых лучей в п раз в светофильтрах, моделирующих качества полезного ископаемого в и раз на участках с одинаковой мощностью, необходимо для получения более достоверной качественной характеристики исследуемого участка месторождения в результате проведения дальнейших дополнительных разведочных работ, где процентное содержание полезного компонента на выделенных ранее участках погоризонтных планов с одинаковой мощностью изменяется не только. в разрядах значений от десятков до единиц, но также в разрядахзначений от десятых до сотых и тысячных единиц процентного содержания полезного компонента полезного ископаемого, что имеет важное значение при корректировке планов по добыче на месторождениях ре 5 10 15 20 25 дких и драгоценных металлов,На фиг. 1 изображен погоризонтный качественный план подсчетного блока частиместорождения; на фиг. 2 - диафрагма спрозрачным участком и выделенными площадями различного процентного содержания полезных компонентов; на фиг. За,б,в -светофильтры с коэффициентами пропускания световых лучей х 1, хг, хз, моделирующие участки с соответствующим 35содержанием ( ) полезных компонентов навыделенных площадях; на фиг. 4 - схемареализации предлагаемого способа.На фиг. 1 - 4 показаны погоризонтныйкачественный план 1 с изолиниями 2 участков 3 различного процентного содержанияполезных компонентов, диафрагма 4 спрозрачным участком 5, на котором изолиниями 2 наносятся площади 6 участков 3различного процентного содержания полезных компонентов с погоризонтного плана 1,светофильтры 7 а, б, в с соответствующимикоэффициентами пропускания световых лучей, размеры и конфигурация которых соответствует участкам 3 на погоризонтном 50плане 1 и площадям 6 на прозрачном участке 5 диафрагмы 4, блок 8 приемников света,состоящий из фотоэлементов, источник 9света, светонепроницаемый корпус 10 и регистрирующее устройство 11. 55Пример осуществления предлагаемогоспособа.На месторождении полезного ископаемого выбирают масштаб геологической съемки для разведочного бурения и задают сетку обуривания скважинами,В данном случае выбран масштаб 1:500, а расстояние между скважинами по сетке равно 5 х 80 м. Тогда при площади съемки 76000 м со сторонами плана соответственно 300 х 240 м потребуется пробурить 28 скважин, После этого приступают к обуриванию исследуемой площади по данной сетке. В процессе обуривания месторождения из скважин осуществляют отбор проб (кернов). Используя полученную при отработке кернов информацию, составляют геологическую карту, размеры сторон которой исходя из масштаба соответственно равны 60 х 48 см, На геологической карте. строят геологические профили, выделяют подсчетный блок с выдержанной мощностью рудного тела Ь = 20 м и размерами сторон 30 х 24 см, Для выделенного подсчетного блока строят погоризонтный план 1 с изолиниями 2 оконтурирования участков 3 полезного ископаемого с различным процентным содержанием полезного компонента, т.е. имеется три участка с содержаниями полезных компонентов соответственно 3, 8 и 12 . Изготавливают иэ непрозрачного материала диафрагму 4, размеры сторон которой соответствуют размерам погоризонтного плана 1 или подсчетного блока соответственно 30 х 24 см.На диафрагме 4 изготавливают отверстие с формой и размерами, соответствующими общей площади участков 3, выделенной на погоризонтном плане, характеризующейся процентными содержаниями полезных компонентов. Отверстие диафрагмы 4 закрывают жестким прозрачным материалом, например прозрачным стеклом, с максимальным коэффициентом пропускания световых лучей и преобразовывают таким образом отверстие диафрагмы в прозрачный участок 5, На прозрачном участке 5 диафрагмы 4 изолиниями 2 оконтурирования в соответствии с погоризонтным планом 1 выделяют площади 6 участков с содержанием полезных компонентов соответственно 3, 8 и 12 ф . Толщина изолиний 2 должна быть минимальной.Затем берут гибкий прозрачный материал, например полужесткие разновидности пленок иэ полимерных, материалов, с коэффициентами световых лучей х 1, х 2 и хз, соответственно равными 3, 8 и 12, и изготавливают светофильтры 7 а, 7 б и 7 в сначала путем наложения прозрачной пленки с коэффициентом пропускания х = 3 на участок 3 погоризонтного плана 1, характеризующий 3-ное содер50 жание полезного компонента. После чего накладывают прозрачную пленку с коэффициентом пропускания тг = 8% на участок 3 погоризонтного плана 1, характеризующий 8%-ное содержание полезного компонента, 5 и изготавливают точно по изолиниям 2 оконтуривания светофильтр 7 б, модель участка 3 с 8%-ным содержанием полезного компонента, Далее таким же образом на прозрачной пленке с коэффициентом про пускания тз - 12% изготавливают светофильтр 7 в, модель участка 3 с 12%-ным содержанием полезного компонента. Затем при равномерном освещении блока 8 источником 9 света через прозрачный участок 5 15 диафрагмы 4 в светонепроницаемом корпусе 10 измеряют регистрирующим устройством 11 фотоэлектрический ток. Получают, например, значение фототока 1 ф = 200 мА. После этого на выделенные площади 6 про зрачного участка 5 диафрагмы 4 накладывают светофильтры 7 а, 7 б, 7 в в соответствии с их принадлежностью при изготовлении, т.е. светофильтр 7 а с коэффициентом пропускания световых лучей т 1 = 3% располагается 25 на площади 6 прозрачного участка 5 с 3%- ным содержанием полезного компонента, при этом контуры площадей светофильтра и участка должны быть точно совмещены, Затем светофильтр 7 б с коэффициентом про пускания т 2 = 8% совмещается с площадью 6 на прозрачном участке 5, характеризующей 8%-ное содержание полезного компонента, а светофильтр 7 в с тз = 12% также совмещается с площадью 6 на прозрачном 35 участке 5, содержащей 12% полезного компонента. После наложения и соответствующего размещения светофильтров 7 а, 7 б, 7 в на прозрачном участке 5 диафрагмы 4 дополнительно измеряют фототок при осве щении блока 8 приемников света через прозрачный участок 5 диафрагмы 4 и наложенные на нем светофильтры 7 а, 7 б, 7 в. Например, получают значение фототока .1 ф.св= 14,0 мА, Затем среднее значение со держания полезного компонента в выделенном подсчетном блоке определяют по формуле Я = (14,0/200) 100 = 7% Таким образом, среднее значение ЧЧ в подсчетном блоке (части) месторождения равно 7,0%.Пример осуществления способа по пун кту 2,Полученное среднее значение полезного компонента, равное 7%, в подсчетном блоке на первом этапе разведки месторождения сможет удовлетворить только при составлении технорабочих проектов для отработки месторождения. На дальнейшем этапе при добыче возникает необходимость доразведки полезных ископаемых с получением более точных данных по содержанию полезных компонентов, т,е. потребуется получение данных в десятых, а может быть и сотых долях процента. Это особенно важно для рассыпных месторождений редких и драгоценных металлов. В этом случае при тех же выделенных площадях с известным процентным содержанием полезных компо-нентов от единицы и выце и тех же мощностях потребуется повторное проведение всех операций по определению среднего значения полезного компонента, на что по-, требуется много времени и средств.Предлагаемое техническое решение значительно удешевляет и упрощает поставленную задачу.Сущность этого метода заключается в том, что для выделения участков 3 со значениями содержания полезных компонентов соответственно 3, 8 и 12, где проведена до разведка и содержание полезных компонентов уточнились соответственно до 3,4, 8;6 и 12,5%, изготавливают соответствующие светофильтры 7 с соответствующими коэффициентами пропускания г 1 = 3,4%, т 2 = 8,6% и гз = 12,5%. Определение среднего значения полезного компонента по результатам доразведки осуществляется изложенным методом данного способа. Например, при постоянном значении 1 ф =200 мА значение 1 ф составляло 14,6 мА, тогдаЯ = (14,6/200) 100 = 7,3%,Отсюда среднее значение полезного компонента, полученное предлагаемым способом, по данным доразведки составляет 7,3%, т.е. точность определения составляет 0,3%.Определение среднего содержания полезного компонента предлагаемым способом позволяет при этом исключить подсчет площадей сложных конфигураций и объемов выделенных участков с различным содержанием полезного ископаемого, что значительно повышает точность в расчетах, снижает трудоемкость при вычислениях и увеличивает оперативность при достижении цели.Формула изобретен ия 1. Способ определения среднего содержания полезного компонента в части месторождения, включающий бурение скважин,отбор кернов, составление геологической карты, построение геологических1716129 12 25 профилей, выделение на геометрической карте подсчетных блоков с одинаковой мощностью полезного ископаемого, построение погоризонтных планов с изолиниями оконтуривания полезного ископаемого 5 для каждого выделенного подсчетного блока, изготовление из непрозрачного материала диафрагмы, равной по размерам погоризонтному плану, и с отверстием, равным площади оконтуривания полезного ис копаемого на погоризонтном плане, измерение фототока при освещении блока приемников через отверстие диафрагмы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, оперативности и сни жения трудоемкости, отверстие на диафрагме преобразовывают в прозрачный участок, выделяют на нем площади участков с различным содержанием полезных компонентов, для каждой выделенной площади 20 участка изготавливают светофильтр с соответствующим коэффициентом пропускания световых лучей и с соответствующими площади участка размерами и формой, размещают светофильтры на прозрачном участке диафрагмы в соответствии с выделенными изолиниями площадями, измеряют фототок при освещении блока приемников через прозрачные участки диафрагмы с одновременно наложенными на них светофильтрами, а среднее содержание полезного компонента в каждом подсчетном блоке определяют по формуле где 1 ф.св,ф- величина фототока при освещении диафрагмы соответственно со светофильтрами и без светофильтров, мА.2. Способ по п,1, отл и ч а ю щи й с я тем, что при изменении качества полезного ископаемого в и раз соответственно в п раз изменяют коэффициент пропускания световых лучей в соответствующих светофильт- рах.рректор В.Гирн НТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 594 ВНИИПИ Го Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям п 113035, Москва, Ж, Раущскэя наб., 4/5