Бороздовое опробование. Сечение и длина борозды
Этот способ наиболее широко применяется при опробовании рудных тел в естественных обнажениях и горных выработках (канавах, шурфах, шахтах, штольнях и т.д.) на всех стадиях поисково-разведочных и эксплуатационных работ.
Этот способ заключается в отборе материала пробы от борозды, располагаемой поперек тела полезного ископаемого по соответствующему естественному или искусственному поперечному обнажению тела. Линия борозды ориентируется в направлении наибольшей изменчивости качества полезного ископаемого или близко к этому направлению, что делает пробу наиболее представительной. (Вкрест простирания рудного тела).
При однородности рудного тела вся его мощность характеризуется простыми бороздовыми пробами. Если в строении рудного тела выделяются визуально разные по строению или (и) составу участки, опробование производится секционными бороздами, причем в самостоятельную пробу (борозду) отбирается материал рудного тела, отличающийся от его других частей. Например, если рудное тело образовано тремя разновидностями руд, то по каждой разновидности необходимо взять самостоятельную пробу, а три такие пробы будут характеризовать рудное тело на всю вскрытую в этом сечении мощность.
Во многих случаях оруденение распространяется за пределами непосредственных, макроскопически видимых рудных тел, находясь во вмещающих г.п.(оруденелых). Содержание п.и. в таких случаях во вмещающих может быть значительно выше минимального промышленного. Поэтому необходимо проводить отбор бороздовых проб (и проб других типов) и по вмещающим г.п.
Так, на редкометальных месторождениях Среднего Тиммана для ограничения контуров рудных тел применялась следующая методика отбора проб, которая себя полностью оправдала при технологическом опробовании. По этой методике породы висячего и лежачего блоков рудного тела опробовалась с каждой стороны тремя бороздовыми пробами. Непосредственно на контакте с рудной жилой отбирались последовательно две борозды длиной по 0,25 м каждая, далее от них во вмещающих породах отбирается еще одна – контрольная борозда длиной 0,5 м. Таким способом при опробовании удавалось во всех случаях четко ограничить рудную часть от безрудных вмещающих горных пород.
Длина бороздовой пробы определяется мощностью рудного или опробуемого интервала и его однородностью и изменяется в пределах от 0,3-0,4 м до 3-4 м. При неоднородном строении рудного тела отбираются секционные пробы при длине секции не менее 0,2-0,3 м по каждой разновидности руды. Бороздовые пробы длиной 2-3 м обычно отбираются по рудным телам однородного строения и состава и при чётких его контактах с вмещающими породами.
Сечение борозды чаще всего принимается прямоугольным, реже — треугольным. Ширина борозды принимается, как правило, больше глубины. Сечение бороздовой пробы напрямую зависит от мощности рудной зоны и характера распределения рудных компонентов в ней.
Сечение и длина борозды: сечение 5 см (ширина) * 2,5-3 см (глубина), длина борозды – 1 м.
6. Задирковое опробование. Условия применения метода, размеры задирок.
Применяется при поисково-разведочных работах на маломощных жильных рудных телах, (мощность их не превышает, как правило, 0 3 м) и при опробовании рудных тел с крайне неравномерным распределением полезных компонентов. Он является также способом контроля бороздового и других способов (за исключением валовою способа). Такое опробование проводится только по рудной зоне. Вмещающие горные породы опробуются при этом бороздовым или валовым способом. При этом в пробу отбирается из выбранного сечения вся рудная масса из забоя, подошвы или стенки горной выработки, а также от естественного обнажения. Длина задирковой пробы обычно не превышает 2 м, а глубина ее значительно больше, чем борозды и чаше всего составляет 5-10 см. Она находится в прямой зависимости от мощности рудного тела.
При отборе задирконых проб особое внимание следует уделять выравнивание поверхности, с которой отбирается проба. Как и при отборе бороздовой пробы, необходимо строго следить та соблюдением правильного сечения пробы и полным выбором материала задирковой пробы. Контроль пробоотбора и в этом случае производится на основании взвешивания собранного в пробу материала и сравнения его с расчетным весом пробы, который получается таким же способом, что и при бороздовом опробовании.
Места отбора проб и детальное описание особенностей материала проб, особенно в случае наличия гнезд богатых руд или крупнокристаллических рудных минералов струйчатого или полосчатого распределения рудных или каких-либо других минералов тщательно зарисовываются в пикетажных книжках(полевых дневниках) и детально зарисовываются.
7. Точечное опробование.
Точечный способ применяется при опробовании рудных тел на месторождениях с равномерным распределением полезных компонентов и значительной мощностью рудных тел. Он может применяться и при эксплуатации месторождений карьерным способом. Точечная проба отбирается из забоя, из стенок или из кровли горных выработок путем откалывания штуфов (образцов) в точках, расположенных по правильной квадратной или ромбической сетке.
Все отобранные штуфы (сколки) объединяются в одну точечную пробу. При этом способе опробования порции в точках отбора (частные пробы) должны находится в точках пересечения линий.
8. Техническое опробование. Области применения.
Применяется техническое опробование, как правило, для изучения механических свойств горных пород, используемых в качестве строительных материалов или химического сырья. С этой целью из исследуемых горных пород отбираются монолиты (штуфные пробы определенного сечения) для получения из него кубиков или прямоугольников размерами 25 х 25 х 40 см или 20 х 20 х 20 см. По техническим пробам определяются влагоемкость, коэффициенты пористости, объемный вес, петрографический состав и прочие свойства. В зависимости от предполагаемого назначения этих горных пород они испытываются на специальных установках на истираемость (материал для мощения тротуаров и мостовых), изнашиваемость (для отсыпки полотен дорог), на сжатие, морозостойкость и другие специфические свойства.
В некоторых строительных материалах и химическом сырье в обычном порядке определяется химический или минеральный состав исследуемых горных пород. Поэтому одним из основных требований к такого рода пробам является достаточность материала и его достаточная крупность.
Каждый вид сырья в зависимости от своего предполагаемого назначения подвергается техническим испытаниям в соответствии с требованиями промышленности для его полноценного использования на практике.
Источник
Способы отбора проб
В зависимости от целевого назначения проводимых исследований условно выделяются несколько видов опробования.
Минералогическое опробование проводится с целью определения качественного и количественного состава полезных ископаемых, изучения их структурно-текстурных особенностей, распределения минералов в природных и промышленных типах руд. Этот вид опробования является основным методом исследования при разведке индустриального сырья, в которых ценность представляют сами минералы, а не химические элементы (пьезооптическое сырье, слюды, асбест, драгоценные и поделочные камни).
Физико-механические и технологические свойства полезных ископаемых зависят от их состава, поэтому проведение минералогических анализов должно предшествовать техническим испытаниям.
Химическое опробование проводится для оценки химического состава минерального сырья, качество которого и возможности практического использования определяются содержанием основных и попутных полезных компонентов комплексных руд, а также вредных примесей.
Техническое опробование выполняется для испытания физических и механических свойств полезных ископаемых (удельного веса и объемной массы, твердости, крепости, влажности, магнитной восприимчивости, электропроводимости и др.). Эти данные необходимы для установления пригодности нерудного сырья в стройиндустрии, они также используются при подсчете запасов, при изучении инженерно-геологических условий разработки месторождений.
Технологическое опробование проводится для испытаний обогатимости руд в лабораторном или опытно-промышленном масштабе с целью выбора оптимальной схемы обогащения и последующего передела с учетом комплексного использования.
Товарное опробование проводится с целью оценки качества добытой руды (минерального сырья) и продуктов ее переработки (минеральных концентратов). Объектом этого способа опробования являются рудная масса или товарный концентрат, находящиеся в перемешанном виде и, как правило, загруженные в транспортные емкости.
Разделение видов опробования по целевому назначению достаточно условно, т.к. качество полезного ископаемого оценивается не только минеральным или химическом составом, но и физико-механическими и технологическими свойствами. Технологические и физико-механическими испытания сопровождаются изучением минерального и химического состава для установления корреляционных зависимостей между свойствами и составом руд — pppa.ru. Для оценки балансов распределения химических элементов между минералами (фазово-минералогического состава руд) необходимо выполнение химических анализов минералов.
В геологоразведочной практике используются различные способы отбора проб: точечный (штуфной, горстевой), линейный (бороздовый, керновый, шпуровой), плоскостной (задирковый) и объемный (валовый).
Выбор наиболее оптимального (для конкретных условий) способа взятия пробы из целика недр зависит от многих факторов:
— характера обнаженной поверхности (коренной выход, забой горной выработки, керн скважин, отвалы добытой руды или отходов обогащения);
— применения имеющихся технических средств, обеспечивающих представительность отобранной пробы, т.е. соответствия состава и свойств изучаемому природному объекту (горной породе, руде);
— производительности процесса опробования и его экономичности.
Последний фактор не должен приниматься во внимание в ущерб достоверности и качества пробоотбора.
При выборе рационального способа отбора проб учитываются размеры рудных тел, особенности внутреннего строения, характер геологических границ, текстурные особенности руд, степень изменчивости оруденения, вещественного состава и распределения природных и промышленных (технологических) типов и сортов руд.
Рекомендуемые способы отбора проб
Примечание: символы (+) и (-) означают возможность или невозможность применения данного способа отбора проб.
При выборе методов и способов опробования и оценки достоверности его результатов следует руководствоваться специальными инструкциями, разработанными применительно к отдельным видам минерального сырья.
На ранних стадиях геологического изучения, в процессе геолого-съемочных работ, совмещенных с поисками полезных ископаемых, обычно применяется штуфное опробование, которое заключается в отборе образцов горных пород, руд (штуфов).
Точечное опробование заключается в отборе мелких осколков (образцов) полезного ископаемого с обнаженной поверхности или забоя выработки. Опробуемая поверхность накрывается специальной квадратной сеткой, из центров ячеек которой отбираются сколки, составляющие пробу. Для повышения достоверности опробования необходимо соблюдать равномерность размещения сколков, соизмеримость их размеров и необходимую плотность отбора на единицу площади обнажения (забоя выработки). Густота размещения сколков находится в прямой зависимости от изменчивости состава исследуемого полезного ископаемого. Этот способ отбора проб отличается высокой производительностью, экономичностью и рекомендуется к применению при исследовании состава массивных, вкрапленных руд с относительно равномерным распределением минералов.
Горстевое опробование (или способ вычерпывания) заключается в отборе добытой руды по квадратной сетке. Число пунктов отбора в зависимости от изменчивости опробуемой массы определяется опытным путем и может варьировать от 3-5 до 25 и более. При отборе необходимо соблюдать соотношение материала по крупности частиц (гравий, песок, пыль). Этот способ применяется при оценке качества товарной руды или минеральных концентратов при загрузке в транспортные ёмкости.
Бороздовое опробование широко применяется при проходке открытых и подземных горных выработок и при обследовании обнажений коренных пород. Оно заключается в отборе исследуемого материала из специально вырубленной в забое или коренном выходе борозды. Поперечное сечение может быть прямоугольным, квадратным или треугольным; размеры в ширину 5-10 см, в глубину 3-5 см; длина борозды выбирается в зависимости от мощности опробуемого рудного тела. Площадь сечения определяется в зависимости от степени изменчивости состава руд в пределах 5-10 см по ширине и 1-5 см по глубине. Достоверность опробования обеспечивается постоянством поперечного сечения борозды, которое определяется опытным путём.
При большой мощности производится непрерывное поинтервальное опробование с длиной секций 1-5 м. Борозды длинной стороной должны располагаться поперек наибольшей изменчивости оруденения — вкрест простирания жильных тел, полосчатости, слоистости. Отбойка борозд производится вручную или с помощью специальных приспособлений — резцов, алмазных дисковых пил. Опробование бороздой является наиболее универсальным способом, обеспечивает большую надёжность для большинства полезных ископаемых, однако этот способ опробования отличается малой производительностью.
Керновое опробование возможно только при разведочном бурении. В скважинах пробы отбираются раскалыванием вдоль оси вручную, гидравлическим керноколом или распиловкой алмазной пилой. Одна часть разделенного таким образом керна поступает в пробу, другая сохраняется как дубликат. Обычно в пробу отбирается половина керна, разделенного вдоль оси, или весь керн малого диаметра. Образовавшаяся в результате выкрашивания мелкая фракция разделяется на две равные части, одна из которых также поступает в пробу. Не допускается включение в пробу интервалов с резко различным выходом керна, а также керна разного диаметра. Такие интервалы опробуются раздельно. Отбор проб производится секциями длиной 1-3 м.
В отдельных случаях для изучения состава вмещающих пород или руд с весьма равномерным распределением полезных компонентов допускается секционный отбор пунктирных (точечных) проб из борозды или керна. При отборе пунктирной борозды или керна необходимо соблюдать соизмеримость массы частных проб и интервалов между ними. Такой способ взятия проб характеризуется высокой производительностью и экономичностью, но меньшей достоверностью по сравнению с непрерывным опробованием, поэтому его применение возможно только после проведения контрольных проверок.
Шпуровое опробование проводится в процессе продвижения забоев горных выработок и заключается в отборе бурового шлама из шпуров, задаваемых для закладки взрывных зарядов. Глубина шпуров при бурении перфораторами обычно не превышает 2-3 м.
Преимущества шпурового способа: экономичность процесса пробоотбора, сопряженного с проходкой выработки, минимальные затраты на обработку пробы, состоящей из бурового шлама. Кроме этого, появляется возможность отбора проб за пределами забоев горных выработок. Основной недостаток состоит в том, что объект опробования скрыт от исследователя за пределами забоя и недоступен для предварительного изучения и документации. Не всегда удается восстановить обстановку и после отпалки.
Задирковое опробование заключается в снятии путем отбойки ровного слоя полезного ископаемого («задирки») из забоя горной выработки или коренного рудного выхода (обнажения). Толщина отбиваемого слоя или глубина «задирки» принимается равной 3-5 см, реже до 10 см. Масса пробы зависит от мощности опробуемого рудного тела и глубины отбойки. Для обеспечения достоверности необходимо строгое соблюдение за постоянством глубины отбойки на опробуемом участке — pppa.ru. Опробуемая поверхность забоя перед отбойкой и после ее завершения должна быть тщательно выровнена и зачищена. Нарушение этого условия при опробовании оруденения с неравномерным распределением минерального состава неизбежно приводит к искаженной оценке результата в большую или в меньшую сторону, что в обоих случаях неприемлемо.
Способ «задирки» трудоемкий и малопроизводительный, поэтому его применение ограничено условиями, когда другие методы не обеспечивают надежности результатов. Обычно он используется при разведке жильных маломощных месторождений с неравномерным распределением полезных компонентов в рудном теле и наличием самородков благородных металлов. Кроме того, задирковый способ рекомендуется применять в качестве контрольного при отборе шпуровых, точечных или бороздовых проб.
Валовое опробование применяется в редких случаях для отбора крупнотоннажных проб с целью технологических испытаний обогатимости руд в опытно-промышленном и промышленном масштабе, определения объемной массы полезного ископаемого, необходимой для подсчета запасов, а также для заверки других, менее достоверных способов опробования. Материалом валовой пробы служит добытая рудная масса, отходы обогатительных фабрик. В отдельных случаях при невозможности вскрытия рудного тела горными выработками для формирования валовой пробы организуется проходка специальных скважин большого диаметра или используется керн разведочных скважин. Отбор валовых проб связан со значительными затратами времени и средств, что сдерживает его применение в практике геологоразведочных работ.
Валовые пробы, отобранные для технологических испытаний, в обязательном порядке предварительно исследуются на содержание минералов, химических компонентов, изучаются физико-механические свойства и другие характеристики, влияющие на выбор рациональной схемы и оптимального режима обогащения.
Документация и оформление отбора проб
Опробованию предшествует детальная геологическая документация обнажения, горной выработки, буровой скважины; документация сопровождается зарисовками забоев и стенок выработок в масштабе 1:10-1:100, для скважин составляются геологические колонки в масштабе 1:100-1:200. На зарисовках и колонках отмечаются места отбора проб. По результатам документации намечаются способы и интервалы отбора проб. Процесс опробования выполняется опытным специалистом под наблюдением геолога, ведущего документацию.
Результаты опробования заносятся в первичную документацию и увязываются с геологическим описанием. В журнал опробования вносятся следующие сведения: номер геологоразведочной выработки, дата и интервал отбора пробы (по скважинам — глубина, диаметр и выход керна), номер пробы, краткое определение состава пробы, перечень необходимых анализов и исследований. Каждой пробе присваивается порядковый номер. Во избежание дублирования номеров проб рекомендуется использовать сквозную порядковую нумерацию.
В геологоразведочной практике для упрощения работы рядовым пробам присваивается двойной номер, состоящий из номера выработки и порядкового для данной выработки номера пробы, что облегчает их обработку. Эти же данные заносятся в журнал геологической документации и в заявку в лабораторию для выполнения анализов. В заявке для каждой пробы указывается коэффициент неравномерности оруденения (К), необходимый для подготовки к анализу по схеме Ричардса-Чечотта. Каждая рядовая пробы упаковывается в отдельную тару и сопровождается биркой и этикеткой.
Хвосты обработки проб сохраняются в качестве дубликатов.
Источник
