Главной целью работы горнодобывающего предприятия является получение прибыли за счет максимальной добычи полезного ископаемого при минимальных издержках. При этом необходима гарантия получения продукции заданного качества. Следует отметить, что от точной оценки качества угля зависит эффективность и рентабельность работы всей шахты. 
В повседневной практике деятельности угольной шахты обычно оцениваются количественные показатели добываемого полезного ископаемого, в частности измеряется производительность магистрального конвейерного транспорта. Однако как показывает практика, наряду с полезным ископаемым к скипам угольной шахты поступает доля пустой породы, вследствие чего учет количества материала заданного качества не всегда точен и эффективен.

Поэтому предлагается создать автоматическую измерительную систему для оценки качества транспортируемого материала. Основным параметром при этом является зольность.
Зольность абсолютно сухого топлива Аd определяется по ГОСТ 11022—75 [1]. При сжигании углей большая часть минеральных веществ переходит в золу и шлак. Состав минеральных компонентов углей определяет химический состав и технологические свойства золы и играет существенную роль в процессах энергетического и технологического использования углей [2]. В добываемых углях она достигает 40 % и более и влияет на качество топлива, уменьшая его теплоту сгорания. Удаление зольных примесей или доли пустой породы из углей является основной целью при их обогащении.
Исследования базируются на применении радиоизотопного первичного преобразователя в горной (угольной) промышленности. Основа метода – ослабление гамма-излучения угольным потоком на движущемся конвейере. Этот эффект оценивается коэффициентом ослабления, который чувствителен к объемной плотности транспортируемого материала, его химическому составу, и наличию различных неоднородностей среды.[3]
Объемная плотность транспортируемого потока равна:

 ,                                                    (1)

где – интенсивности суммарного (состоящего из прямого и рассеянного) потока излучения при отсутствии и при наличии контролируемой среды соответственно; – массовый коэффициент ослабления гамма – излучения средой; - поправка коэффициента линейного ослабления для рассеянного излучения;  - толщина контролируемого потока на конвейере.
Опытным путем установлено, что зольность горной массы, транспортируемой по конвейеру, также можно оценить по характеру взаимодействия гамма-излучения с веществом. 
Согласно исследованиям, зольность в процентах – это массовая концентрация пустой породы в составе гетерогенного  потока горной массы (состоящего из двух компонентов), определяемая выражением:

,                                    (2)

где ,  - масса пустой породы и горной массы соответственно, г; , ,  - объемные плотности пустой породы, угля и горной массы соответственно, г/см; ,  - объем, занимаемый пустой породой и углем в суммарном потоке горной массы соответственно, см.
Объем, занимаемый углем, определяется:

                                                            (3)

После подстановки в объемную плотность горной массы получим:

.          (4)

Учитывая, что объемная концентрация пустой породы в суммарном потоке горной массы определяется как:

,                                                             (5)

получим выражение для определения объемной плотности горной массы:

.                     (6)

При подстановке формулы 6 в выражение 2 получим объемную концентрацию пустой породы:

                                               (7)

При подстановке 7 в 6 получим объемную плотность гетерогенного потока горной массы:

                                               (8)

Зависимость объемной плотности горной массы и массовой концентрации пустой породы или минеральной зольности согласно выражению 8 представлена на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость объемной плотности горной массы и минеральной зольности

Массовая концентрация минеральной золы в потоке горной массы, состоящем из угля и пустой породы, с учетом выражения 8 вычисляется по следующей формуле:

                                                    (9)

Таким образом, метод, представленный в статье, позволит оценить зольность добываемого полезного ископаемого и тем самым повысить точность учета материала допустимого качества.

1. Абрамов А.А. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых: Учебник для вузов. – М.: Изд-во МГГУ, 2004.- Т. 2. Технология обогащения полезных ископаемых – 510с.
2. Угли и горючие сланцы: Методические рекомендации по применению классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых пол. иск. – М.: изд-во ФГУ ГКЗ, – 2007. – 34с.
3. Гусев Н. Г. Гамма-излучение радиоактивных изотопов и продуктов деления. Теория и таблицы. М., Физматгиз, 1958.

Все статьи автора «Войтюк Ирина Николаевна»