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認識巖礦的性質(zhì)是選擇適合的破碎設(shè)備的基本前提,本文主要內(nèi)容是對巖礦的機械強度、可碎性和可磨性的分析,另附有普氏巖石分級表以共大家參考。
強度是固體的重要性質(zhì)之一,它表現(xiàn)在對于外力的抵抗,而決定于固體內(nèi)部質(zhì)點間的結(jié)合情況。破碎礦石時,要遭受礦石的機械強度所引起的阻力。巖礦被破碎的難易,與這種阻力有關(guān)。破碎工作有兩方面的要求:對于所用的機械,應(yīng)當足夠堅強和可靠;對于打細礦石,要求容易和順利。解決這兩種問題,都必須研究巖礦的機械強度。靜載下測定的抗壓強度、抗拉強度、抗剪強度和抗彎強度等,常用來表示巖礦的抗破碎阻力??箟簭姸容^大,抗剪強度次之,抗彎強度較小,抗拉強度更小。如以抗壓強度為1,其他強度只是它的很小的分數(shù)。有時用普氏系數(shù)(f,M.M.普羅托吉雅可諾夫ΠΡΟΤΟДЪЯΚΟΗΟΒ用作巖石堅固性分類的系數(shù))表示,如果用抗壓強度來定普氏系數(shù),它約等于抗壓強度的百分之一。根據(jù)普氏系數(shù),可將巖石按堅固性分為十級,f值由0.3到20,f值較大的巖石的堅固性也較高。用同一巖礦的大小不同的試件所作的抗壓試驗說明,試件尺寸小的,它的抗壓強度較大。在磨礦中,礦粒越細越難磨。這是由于小試件中存在的宏觀和微觀裂縫比大試塊中的少,因而它的強度比較高。
可碎性和可磨性反映礦石被破碎的難易,它決定于礦石的機械強度。同一破碎機械,在同一條件下,處理堅硬礦石與處理軟礦石相比較,前一情況的生產(chǎn)率較低,功率消耗也較大。結(jié)合碎礦和磨礦工藝提出的礦石的可碎性系數(shù)和可磨性系數(shù),既反映礦石的堅固程度,也能用來定量地衡量破碎機械的工藝指標,因此,在以后有關(guān)的計算中常常到。
可碎性系數(shù)和可磨性系數(shù)的表示法有多種,選礦上常用的如下:
通常用石英代表中等硬度的礦石,它的可碎性系數(shù)和可磨性系數(shù)都是1。硬礦石的強度大,可碎性系數(shù)和可磨性系數(shù)都小于1,破碎機械處理它的生產(chǎn)率比處理中硬礦石的低。軟礦石的強度小,這兩種系數(shù)都大于1,破碎機械處理它的生產(chǎn)率就比處理中硬礦石的大。
根據(jù)碎礦和磨礦的要求編制的巖礦強度分級表,既未統(tǒng)一,也欠完善,國內(nèi)的巖礦強度資料收集得少,因此,尚難編出符合我國實際情況又滿足碎礦和磨礦要求的巖礦強度分級表。目前采用普氏巖石分級的較多,為了能全面地知道此種分級法,在此介紹它的詳細情況,并附上我國部分選廠處理的礦石的普氏系數(shù)(下表)。碎礦和磨礦中用的巖礦強度分級表,可能由普氏巖石分級表簡化來的。簡化的結(jié)果,各書并不一致,有簡化為三級、四級或五級的。按巖礦強度等級劃分可碎性系數(shù)和可磨性系數(shù),以后用于設(shè)備的生產(chǎn)能力計算。講這些計算方法時,還要列出各法所用的巖礦等級,這里僅介紹一般情況,以供參考。
表中 普氏巖石分級表
等級
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堅固性程度
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巖石
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f
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我國一些選廠處理的礦石的f值
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1
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2
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3
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4
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5
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Ⅰ
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更堅固的巖石
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更堅固、細致和有韌性的石英巖和玄武巖,其他各種特別堅固巖石
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20
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大孤山赤鐵礦(12~18),大孤山磁鐵礦(12~16),東鞍山鐵礦(12~18),鐵山(12~16)南芬鐵礦(12~16)海南鐵礦(12~15)大冶鐵礦(10~16),大吉山鎢礦(10~14)
通化銅礦(8~12),銅官山(9~17)壽王墳(8~12),桓仁鉛鋅礦(8~12),新冶銅礦(8~10),赤馬山(8~9),雙塔山鐵礦(9~13),因民銅礦(8~10)凹山鐵礦(8~12)水口山鉛鋅礦(8~10),青城子鉛礦(8)
華銅(6~10),比子(6~10)
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Ⅱ
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很堅固的巖石
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很堅固的花崗質(zhì)巖石,石英斑巖,很堅固的
花崗巖,矽質(zhì)片巖,比上一級較不堅固的石英巖,更堅固的砂巖和石灰?guī)r
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15
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Ⅲ
Ⅲa
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堅固的巖石
堅固的巖石
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花崗巖(致密的)和花崗質(zhì)巖石,很堅固的
砂巖和石灰?guī)r,石英質(zhì)礦脈,堅固的礫巖,極堅固的鐵礦
石灰?guī)r(堅固的),不堅固的花崗巖,堅固的砂巖,堅固的大理石和白云巖,黃鐵礦
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10
8
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Ⅳ
Ⅳa
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頗堅固的巖石
頗堅固的巖石
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一般的砂巖,鐵礦
矽質(zhì)頁巖、頁巖質(zhì)砂巖
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6
5
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Ⅴ
Ⅴa
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中等的巖石
中等的巖石
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堅固的粘土質(zhì)巖石,不堅固的砂巖和石灰
巖各種頁巖(不堅固的),致密的泥灰?guī)r
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4
3
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Ⅵ
Ⅵa
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頗軟弱的巖石
頗軟弱的巖石
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軟弱的頁巖,很軟弱的石灰?guī)r,白堊,巖鹽,
石膏,凍結(jié)的土壤,無煙煤,普通泥灰?guī)r,破碎的砂巖,膠結(jié)礫石,石質(zhì)土壤
碎石質(zhì)土壤,破碎的頁巖,凝結(jié)成塊的礫石
和碎石,堅固的煤,硬化的粘土
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2
1.5
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Ⅶ
Ⅶa
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軟弱的巖石
軟弱的巖石
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粘土(致密的),軟弱的煙煤,堅固的沖積層—粘土質(zhì)土壤
輕砂質(zhì)粘土,黃土,礫石
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1.0
0.8
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Ⅷ
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土質(zhì)巖石
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腐植土,泥煤,輕砂質(zhì)土壤,濕砂
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0.6
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Ⅸ
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松散性巖石
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砂,山麓堆積,細礫石,松土,采下的煤
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0.5
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Ⅹ
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流沙性巖石
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流砂,沼澤土壤,含水黃土及其他含水土壤
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0.3
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①將每一種巖石劃分到這種或那種等級時,不僅僅單獨地按照其名稱,而且必須按照巖石的物理狀態(tài),并根據(jù)它的堅固性與分級表中列出的諸巖石進行比較。風化的、破碎的、打碎成個體的,經(jīng)斷層擠壓過的,接近于地表的等狀態(tài)巖中,一般說來,應(yīng)當把它劃分比處于完整狀態(tài)的同種巖石稍低的等級中。
②上述的巖石堅固性系數(shù),可以認為是對不同方面巖石相對堅固性的表征,它在采礦中的意義在于:1)手工開采時的采掘性;2)淺眼以及深孔的鑿眼性;3)應(yīng)用炸藥時的爆破性;4)在冒落時的穩(wěn)定性;5)作用于支架上的壓力等等。
但同時必須注意到:在分級表中指出的數(shù)值是對某一類巖石中聽有巖石而言的(例如:頁巖類,石英巖類,石灰?guī)r類等等),而不是對其中某個別巖石而言的;因而,在特定情況下確定f值時,必須十分慎重,并且這一f數(shù)值在不同的情況下是不一樣的。