Способы отбора проб в эксплуатационных выработках
Все применяемые способы взятия проб делятся на:
К первой группе относятся – штуфной, точечный и способ вычерпываний. Ко второй – бороздовый, шпуровой и все виды опробования керна и шлама скважин. К третьей – задирковый, валовый и способ монолитов. Наиболее легко выполнимы способы первой группы и наиболее трудоёмки способы третьей группы
Точечные методы:
Штуфной способ – его смысл состоит в отбойке отдельных кусков (штуфов) полезного ископаемого. Масса отдельных штуфных проб от 0,2 до 2-х кг. Чаще всего используются для изучения минерального состава, структур и текстур руд. Реже подвергаются химическому анализу (на стадии поисков).
Точечный способ. Суть способа – на поверхности тела полезного ископаемого намечается сетка, в узлах которой отбиваются кусочки полезного ископаемого приблизительно одинаковой величины (от 30 до 200 гр.). Сумма всех этих кусочков и составляет пробу. Рекомендуется применять для опробования мощных тел крепких и очень крепких полезных ископаемых. Благоприятные текстуры: массивная, вкрапленная, пятнистая, тонкополосчатая. Разновидностью является горстевой способ(способ вычерпываний), который применяется для опробования рыхлых масс минерального сырья – отбитой руды, песков, отвалов и т.п.
Линейные методы:
Бороздовый способ. Наиболее распространенный способ на всех стадиях разведки. Суть способа заключается в отбойке узкой полоски (борозды) полезного ископаемого в естественных и искусственных обнажениях. Линия борозды ориентируется в направлении наибольшей изменчивости качества полезного ископаемого (т.е., чаще всего по линии мощности). Если тело полезного ископаемого имеет полосчатое строение, обусловленное чередованием различных по составу слоёв, нечёткие контакты (прожилково-вкрапленное оруденение, россыпи) или большую мощность, бороздовая проба расчленяется на секции, из которых приготавливаются отдельные пробы. В этих случаях устанавливается некоторая средняя длина секций. В целом, длина бороздовой пробы определяется мощностью опробуемого тела полезного ископаемого или его части (при секционном опробовании). На практике длина бороздовых проб составляет от 0,2 до 2-х м (реже 3-5 м). Более длинные борозды применяются при опробовании мощных и однородных залежей. Наиболее распространены прямоугольные сечения борозд: 5х10 – 10х20 см.
Бороздовые пробы могут отбираться как вручную (с помощью молотка и зубила), так и механическим способом (с помощью отбойного молотка или специальных пробоотборников).
Шпуровой способ. Пробы отбираются из шлама полученного при бурении шпуров в горных выработках. Достоинства этого способа: пробы отбираются попутно с бурением шпуров для проходки горных выработок и не требуют дополнительных специальных затрат труда и времени; полученный материал изначально измельчен и дальнейшая его подготовка к анализам существенно упрощается. Недостатки – неизбежная присечка вмещающих пород, невозможность отбора секционных проб при полосчатом строении рудных тел.
Применение шпурового опробования наиболее эффективно при пересечении залежей полезных ископаемых ортами, квершлагами и другими аналогичными выработками, когда шпуры ориентируются по линии максимальной изменчивости полезного ископаемого (т.е. в крест его простирания).
Шпуровая проба составляется из материала серии шпуров, пробуренных в забое выработки, и характеризует качество полезного ископаемого на интервале уходки выработки. Глубина шпуров, при обычном перфораторном бурении составляет 2-5 м. Для оконтуривания залежи бурение шпуров может проводиться секционно (длина секции 1-2 м).
Отбор проб в буровых скважинах. В скважинах возможен отбор исключительно линейных проб, при этом количество материала, поступающего в пробу, всегда ограничено. Способы отбора, зависят от применяемой техники и технологии бурения.
При ручном, ударно-вращательном бурении отбор проб производится специальной желонкой или со змеевика. При ударно-канатном бурении – путём вычерпывания измельченного материала с забоя скважины специальной желонкой. Вес отдельной пробы в зависимости от диаметра и длины интервала составляет от 40 до 200 кг. Но основной объём буровых работ и соответственно отбираемых проб приходится на вращательное колонковое бурение. При этом основным объектом для опробования выступает поднятый при бурении керн (в некоторых случаях опробованию подлежит и буровой шлам). Соответственно большое значение имеет количество поднятого керна или выходом керна. Выход керна определяется в процентах, как отношение длины поднятого столбика (или суммы длин отдельных столбиков) керна к длине пробуренного интервала. При весовом способе определения выхода керна (в случае если поднятый керн сильно разрушен) – этот показатель определяется как отношение веса поднятого керна к его расчётному весу на длину проходки.
Отбор проб из керна всегда секционный. Длина секции определяется длиной проходки и мощностью отдельных частей залежи, сложенных различными типами полезного ископаемого. Минимальная длина секции – 0,3-0,5 м. При относительно выдержанных по качеству полезных ископаемых длины отдельных секций могут составлять от 2-3-х до 5 м. Более неравномерные залежи опробуются секциями по 1-1,5 м.
Керновые пробы обычно отбираются по следующей методике. Поднятый керн, после очистки и геологической документации, поступает на разделку. Обычно он делится на 2 половинки по длинной оси. Одна половинка направляется на различные анализы, а вторая на кернохранилище, где она хранится в качестве фактического каменного материала. Мелочь, образующаяся при делении керна по каждому интервалу, смешивается, делится пропорционально частям керна и присоединяется к ним. Раскалывается керн на специальных керноколах, либо разрезается камнерезными станками.
Из соляного керна берётся проба в центральной части столбика, путём высверливания полости вдоль оси керна (Æ 8-10 мм.).
Опробование шлама производится при выходе керн меньше 80-60%. Для руд, минералы которых подвержены вследствие хрупкости, избирательному истиранию, шлам опробуется и при 100% выходе керна. Для этого используются специальные шламовые трубы.
Объемные методы:
Задирковый способ. Суть способа заключается в отбойке («задирке») ровного слоя полезного ископаемого по всей обнаженной поверхности тела полезного ископаемого. Основное требование при задирковом опробовании – соблюдение при отбойке материала пробы одинаковой глубины задирки по всей площади. Для крепких полезных ископаемых глубина задиркового слоя составляет 5-10 см, для более мягких – до15-20 см. Обычно объём задирковой пробы в несколько раз превосходит объём бороздовой или точечной пробы. Соответственно масса пробы может составлять десятки и сотни кг. Задирковые пробы отбираются через определённые интервалы.
Применение задиркового способа, ввиду его большой трудоёмкости, целесообразно лишь в том случае, когда более простые и менее трудоёмкие способы не обеспечивают надёжного определения качества полезного ископаемого. Довольно часто применяется при разведке жильных месторождений с весьма неравномерным распределением полезных компонентов.
Валовый способ – заключается в сплошном отборе минеральной массы, полученной при проходке горной выработки. Эти пробы наиболее представительны и предназначены для различных испытаний: с целью определения качества полезного ископаемого, для определения его физических свойств, определяющих условия его добычи и переработки. Для технологических испытаний валовые пробы отбираются по различным сортам полезного ископаемого. В валовую пробу может отбираться как вся минеральная масса, так и её часть – лопата, бадья, вагонетка. Вес пробы зависит от характера испытаний. Лабораторные испытания проводятся при материале массой 100-200 кг, реже до 1000. Для полузаводских испытаний отбираются пробы массой 10-15 т.
Отбор проб при открытой разработке месторождений полезных ископаемых может осуществляться как перечисленными выше, так и другими способами.
При открытой разработке крепких руд (железных, медных, молибденовых) пробы отбирают из буровзрывных скважин, что при надлежащей документации отбираемого шлама дает ценный и детальный материал для установления контактов, выделения различных типов и состав руды, изучения химического состава руд для текущего планирования качества добываемых руд.
Геофизические способы опробования очистных забоев в последние годы находят все более широкое применение. Они позволяют уточнять качество руды в разрабатываемых блоках. Общие запасы руды при детальной разведке. Например, на железорудных карьерах широко применяется определение содержания железа в буровзрывных скважинах с помощью магнитного каротажа. На месторождениях свинца применяют гамма-гамма каротаж. На шеелитовых рудниках применяют люминисцентный способ опробования забоев с целью ориентировочного определения содержания вольфрама.
Источник
Метод. указания к практической работе по методике МПИ
Тема: Выбор способа отбора проб по видам из горных выработок
Способы отбора проб полезных ископаемых:
Штуфной способ отбора проб;
_____________ _СПОСОБЫ ОТБОРА ПРОБ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ _
Способы взятия проб из горных выработок многочисленны, наиболее распространенными являются: штуфной, бороздовый, задирковый, шпуровый, горстьевой, вычерпывания, точечный. Наиболее целесообразен тот способ, который в данных геологических условиях обеспечивает наибольшую представительность, высокую производительность и наименьшую стоимость работ по опробованию.
Штуфной способ – это способ отбора проб, сущность которого состоит в отбойке «кусков породы (руды) массой 0,5-2 кг. Широко распространен и применяется при поисках для выявления первичных геохимических ореолов (при металлометрических съемках), для изучения минерального состава, петрографических особенностей и некоторых физических свойств (объемной массы, пористости, влажности, прочности и пр.) полезного ископаемого, непригоден для изучения химического состава руд, оконтуривания рудных тел.
Бороздовый способ – является основным способом отбора проб из горных выработок при поисково-разведочных работах и применяется для большей части полезных ископаемых. Бороздовый способ нельзя применять при неравномерном пятнистом или гнездовом распределении рудных минералов, а также при мощности рудных тел, равных 10-20 см. Состоит в проведении вдоль обнаженной поверхности рудного тела борозды, форма и размеры, которой зависят от мощности тела и характера распределения в нем основных и попутных компонентов. Форма и сечение борозды должны быть сохранены на всем протяжении неизмененными. Борозды необходимо располагать по направлению наибольшей изменчивости содержания исследуемых компонентов в рудных телах. Это направление обычно совпадает с линией мощности, поэтому во многих учебных руководствах и статьях рекомендуется проводить борозду по мощности. Однако не всегда можно определить линию истинной мощности рудного тела (какое сечение тела в горной выработке, расплывчатые контакты). Значительно удобнее в подавляющем большинстве случаев применять горизонтальные и вертикальные борозды. Первые применимы к телам полезных ископаемых, падающим под углом 90-45˚, а вторые – под углом 45-0˚.
На месторождениях, содержащих руды с полосчатой, слоистой и некоторыми другими текстурами, иногда требуется охарактеризовать каждую полосу (слой, прослоек) или смежные группы их отдельно. Для этого борозда разбивается на секции, число которых соответствует числу подлежащих исследованию разностей руд.
Длина секций определяется мощностью природных типов руд и обычно колеблется в пределах 1-5 м. Минимальная длина секций может составлять 0,3-0,5 м, но чаще принимается равной 0,7-1, так как рудные тела меньшей мощности не могут быть добыты селективно. При опробовании однородных тел большей мощности длина секции может достигать 5-10 м, а при эксплуатационного уступа и составляет 10-20 м. Каждая секция представляет собой отдельную пробу. Размеры борозд и масса проб с 1 м зависят от механических свойств руды, изменчивости содержания металла в руде и его ценности.
Задирковый способ заключается в отбойке (задирке) ровного слоя полезного ископаемого со всей площади обнаженного в забое, кровле или в почве горной выработки рудного тела. Глубина задирки 5-10см. Способ дорогой, требует больших затрат времени, поэтому его следует применять лишь тогда, когда другие способы не дают надежных результатов: 1) при разведке канавами жильных месторождений малой мощности с весьма неравномерным распределением исследуемых компонентов; 2) при опробовании тонких жил в подземных горных выработках и при контрольном опробовании жильных рудных тел средней и малой мощности; 3) при опробовании выходов золоторудных месторождений, характеризующихся наличием самородков золота. Для обеспечения точности анализа необходимо, чтобы задирка была одинаковой глубины по всей площади опробования.
Точечный способ – заключается в откалывании кусочков полезного ископаемого примерно равного объема, размером 1,5-3 см и массой 10-20 г, реже 50 г, взятых из середины или углов сетки, предварительно размеченной в опробуемой выработке (частичная проба). Число частичных проб, составляющих пробу, колеблется от 10 до 20, редко более. Применяемые сети: квадратная – 10х10 или 20х20, реже 50х50 см, прямоугольная – 10х10 или 20х40 см. Чем сильнее изменчивость, тем чаще берут частичные пробы. Масса пробы пропорциональна числу и массе частичных проб и колеблется в пределах 0,2-2 кг.
Этот способ применяется при опробовании мощных массивных и вкрапленных тел, прожилково-вкрапленных, тонко-полосчатых, грубо-пятнистых с незакономерным распределением мономинеральных агрегатов. Обладает высокой производительностью, но по достоверности уступает бороздовому. Наиболее пригоден для опробования в горно-подготовительных и очистных выработках при эксплуатации месторождений.
ФАКТОРЫ ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СПОСОБ ОТБОРА ПРОБ
К геологическим факторам относятся:
1) промышленный тип месторождения;
2) элементарный и минеральный состав руд;
3) мощность (и форма) тел полезных ископаемых;
4) размеры (и форма) тел полезных ископаемых;
5) внутреннее строение тел полезных ископаемых;
6) размер зерен полезного ископаемого;
7) степень равномерности распределения полезных ископаемых;
К общим факторам следует отнести:
1) представительность проб;
2) задачи опробования (вид испытания проб);
4) условия производства работ;
5) срочность производства работ и участие проботбора в проходческом цикле.
Задание : 1) Выбрать любой тип поверхностной горной выработки, или естественных обнажений
2)Сделать зарисовку или развертку в масштабах 1:100,1:50,1:25
3)Нанести литологию на выработку
4)Выбрать способ отбора проб и нанести на выработку
5) Описать выполненную работу(Длина проб, Кол-во проб.Объем выполненных работ)
:6) Составить условные обозначения
С
хема зарисовки канавы способом сопряженной неполной развертки
(без учета формы и профиля забоя канавы)
Источник
