专利名称：不规则形状大块矿岩体积估计方法
技术领域：
本发明属采矿技术领域，是一种估算不规则形状大块矿石(或岩石)体积的方法，适用于对吸水率较低的各种不同类型的矿岩进行体积估算。
背景技术：
矿山在选择凿岩爆破参数时，经常需要测定大块率指标，并通过分析、判断大块率高低对凿岩爆破参数进行优化，最终确定矿山生产过程中使用的合理的凿岩爆破参数。
通常地，测定不规则形状大块矿石(或岩石)很难进行较准确的计算，最好将矿石置入液体中，测量其体积。由阿基米德定律可知，排出液体的体积即为大块矿石(或岩石)的体积。采用这种方法虽然能较准确地测定不规则矿石(或岩石)，但操作起来很不方便。用此方法是不切实际的工序复杂，效率极低。

发明内容
本发明目的是提出一种比较准确又能快速估算不规则大块矿岩体积的方法，便于矿山测定回采爆破后矿石(或岩石)的体积，并计算大块率指标，具有较高的精度，从而为矿山优化凿岩爆破参数提供依据。
本发明采用实测小块矿石(或岩石)的三维尺寸计算其外切长方体体积，并采用浸入法测定体积，即将其置入液体中测定其实际体积，找出两者的换算关系，即求得两者的换算系数。根据相似原理，通过测定大块矿石(或岩石)外切长方体的三维尺寸，尤其只要测三个尺寸，就可以最终准确计算出大块的体积。
本发明估算岩石体积的步骤及方法是1)在矿山生产流程中随机抓取一定量的小块矿石；2)采用长度测量器具度量每一块矿石的三维尺寸，在度量时以小块矿石最大方向的尺寸作为长度a，以外切长方体的方法确定与长度垂直的二维测量尺寸，得到二维的二个尺寸b、c；3)根据长度和二维的二个尺寸计算出其外切长方体体积(本发明称度量体积)Vd＝abc；4)根据阿基米德定律，将这些小块矿石淹没在液体中，测出其排出液体的体积即为小块的实际体积VS；5)由度量体积Vd、实际体积VS得到它们的换算系数，K＝VS/Vd；6)不规则形状大块矿岩体积的三维尺寸Vd＝abc、VS＝KVd＝Kabc。
本发明选取与此长度方向垂直的一个截面作为二维测量面，得到二维的二个尺寸b、c；本发明方法一般选取最大截面积处测定宽和高二维尺寸；本发明基于这样的认识对于某个特定矿山，不论矿石块度是大还是小，矿石的形状是相似的(即相似原理)。因此，通过度量大块矿石的三维尺寸即可估算出其实际体积，计算公式为VS＝Kabc。
1、本发明技术特点通过度量大块矿石的三维尺寸可较准确地估算其实际体积；测定工作可以随时随地进行，不需要复杂的过程和苛刻的条件；又能快速估算不规则大块矿岩体积，满足生产实践的需要。
具体实施例方式
小块矿石度量时采用卡钳(或其他计量器具)度量每一块矿石的三维尺寸，在度量时以小块矿石最大方向的尺寸作为长度，并以此度量其外切长方体另二维尺寸，一般取最大面积处取宽、高的尺寸。根据三维尺寸计算出其外切长方体体积(本发明称度量体积)Vd。计算三维尺寸的比例。并依此进行分类成各种细分的长方体，将它们分为扁平型、近似立方体型、纯长方体型(要求的精度较高时采用)得到不同的K值取值范围。
根据阿基米德定律，将这些小块矿石淹没在液体中，测出其排出液体的体积即为小块的实际体积VS。
由度量体积Vd、实际体积VS得到它们的换算关系，K＝VS/Vd。
经一定量的小块矿石的计算，K的取值范围在0.4-0.55左右，常用的K值取0.5。
如典型的测量一大块矿石，长0.8米，宽0.73米，高0.74米，计算Vd等于0.43216立方米，K值取0.5时则VS是0.216立方米，实测亦相同，符合得很好。扁平型、锥形等形状要将K值取0.4-0.45较为符合。
梅山铁矿是国内著名的大型地下矿山，年矿石生产能力在300万吨以上。在过去的几十年中，矿山在结构参数、凿岩爆破参数方面进行了多次改进，通常情况下，无论改变炮孔直径、抵抗线、炸药等参数中的哪一个参数，都要对爆破情况进行标定。通过标定工作，掌握各种粒级的组成，并根据大块率高低对参数进行优化调整。
在测定大块体积时，我们采用了不规则形状矿石(或岩石)体积估算法，满足了采矿生产的需要。实践证明该项技术工艺简单、实用，实施容易，也具有一定的精度，可在国内矿山领域推广应用。
权利要求
1.不规则形状大块矿岩体积估计方法，其特征是1)在矿山生产流程中随机抓取一定量的小块矿石；2)采用长度测量器具度量每一块矿石的三维尺寸，在度量时以小块矿石最大方向的尺寸作为长度a，以外切长方体的方法确定与长度垂直的二维测量尺寸，得到二维的二个尺寸b、c；3)根据长度和二维的二个尺寸计算出其外切长方体体积(本发明称度量体积)Vd＝abc；4)根据阿基米德定律，将这些小块矿石淹没在液体中，测出其排出液体的体积即为小块的实际体积VS；5)由度量体积Vd、实际体积VS得到它们的换算系数，K＝VS/Vd；6)不规则形状大块矿岩体积的三维尺寸Vd＝abc、VS＝KVd＝Kabc。
2.由权利要求1所述的不规则形状大块矿岩体积估计方法，其特征是选取与此长度方向垂直的一个截面是大尺寸处测定，高和宽二个尺寸b、c。
3.由权利要求1所述的不规则形状大块矿岩体积估计方法，其特征是根据三维尺寸的比例，并依此进行分类，将它们分为扁平型、近似立方体型、纯长方体型得到不同的K换算系数范围。
全文摘要
不规则形状大块矿岩体积估计方法，在矿山生产流程中随机抓取一定量的小块矿石；以长度测量器具度量每一块矿石的三维尺寸，在度量时以小块矿石最大方向的尺寸作为长度a，以外切长方体的方法确定与长度垂直的二维测量尺寸，得到二维的二个尺寸b、c；计算出其外切长方体体积V
文档编号G01B21/00GK1776361SQ20051009570
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月18日 优先权日2005年11月18日
发明者范庆霞 申请人:宝钢集团上海梅山有限公司