Условия применения способов отбора химических проб
Бороздовый способ отбойки проб наиболее распространен. Он широко применяется при поисковых, поисково-разведочных и эксплуатационных работах на многих типах месторождений твердых полезных ископаемых для установления качественной характеристики сырья и его химического состава.
При большом объеме работ по опробованию, имеющем место на действующих рудниках или в крупных стационарных разведочных партиях, его можно заменять более простыми способами пробоотбора (например, способом вычерпывания, точечным или шпуровым, совмещаемым с бурением проходческих шпуров) после их опытной проверки.
Условия, в которых применение бороздового опробования исключается, относительно редки. Они могут быть разделены на две группы. В первой из них бороздовое опробование не может быть применено, потому что на надежность результатов пробоотбора оказывают существенное влияние геологические факторы; во второй группе этот метод не применяется из-за специфических задач самого опробования.
По первой группе условий бороздовый способ принято считать, не надежным в случаях, например, когда крепкая брекчированная порода безрудна, а оруденение приурочено к слабому цементу брекчии. Г.О. Чечотт приводит в качестве иллюстрации некоторые месторождения, представленные залежами брекчиевидного материала, сцементированного золотосодержащими колчеданами и рыхлыми глинистыми породами. В подобных случаях при отбойке борозд почти невозможно сохранить их правильное сечение: рудный материал будет выкрашиваться значительно интенсивнее нерудного, и пробы будут показывать более высокое содержание металла, чем это имеет место в действительности (систематическая, погрешность пробоотбора). Считают также неприемлемым бороздовое опробование и на месторождениях платиноносных хромшпинелидов, в связи с исключительно неравномерным распределением платиноидов в рудных телах.
В качестве примера специфических задач опробования (вторая группа условий), при решении которых невозможно применение бороздового опробования, можно привести техническое опробование строительного камня, кубики которого испытываются на сопротивление сжатию.
При специальных видах химического опробования руд, когда раздельному опробованию подвергаются различные по крупности классы добываемых руд, взятие проб бороздой, очевидно, также невозможно. Эта задача обычно разрешается валовым опробованием (см. ниже).
Способ вычерпывания применим только при большой мощности рудных тел, когда выработки всем своим сечением проходят в руде. Степень равномерности оруденения в подавляющем большинстве случаев не ограничивает применение способа вычерпывания.
Опробование способом вычерпывания еще недостаточно проверено, и поэтому применению его должно предшествовать сравнение результатов этого опробования с результатами других, заведомо надежных способов опробования. Подобная проверка рациональна только при большом объеме работ в крупных стационарных геолого-разведочных партиях и на действующих рудниках, где применение способа вычерпывания может дать значительную экономию времени и средств, затрачиваемых на отбор крепких руд другими способами.
Точечный способ не применим на месторождениях с малой мощностью рудных тел. Однако опыт и экспериментальные работы приводят к выводу, что точечный способ должен найти значительно более широкое применение, чем способ вычерпывания, не только на месторождениях с равномерным оруденением, но и с неравномерным и даже весьма неравномерным. Точечный способ может оказаться очень эффективным при опробовании больших площадей естественных обнажений рудных тел и зон, а также при эксплуатации месторождений открытыми горными работами. Учитывая все же недостаточный опыт применения точечного опробования, внедрение его в практику должно обосновываться соответствующими несложными экспериментами.
Первый вариант способа, т. е. опробование комплекта шпуров, задаваемых для проходки выработок, применяется в тех же условиях, что и способ вычерпывания.
Второй вариант этого вида опробования, а именно, пробоотбор из специально пробуренных для этих целей шпуров, может найти широкое применение при разведке мощных рудных тел, особенно с равномерным распределением полезных компонентов. При этом шпуры с успехом заменят значительную часть горноразведочных выработок, задаваемых вкрест простирания рудных тел.
В настоящее время задирковый способ находит ограниченное применение. Он используется главным образом при разведке и эксплуатации тонких жил (мощностью 10 см и менее) для получения достаточного количества исходного материала, а также месторождений с крайне неравномерным распределением полезных компонентов (некоторых золоторудных, редких металлов и др.).
Несколько шире задирковый способ применяется при контроле опробования жильных рудных тел средней мощности на месторождениях золота и редких металлов, а также при контроле бороздового, точечного и других (кроме валового) способов пробоотбора, не только на названных месторождениях, но и на некоторых других.
Валовой способ применяется в сравнительно редких случаях, когда все прочие методы химического опробования дают ненадежные результаты. Валовое опробование находит широкое применение при контроле пробоотбора, осуществленного одним из рассмотренных ранее способов, а также при отборе технологических проб.
Валовое опробование незаменимо, когда перед опробованием стоит задача классификации горно-рудного сырья по крупности и определения в каждом из выделенных классов содержания исследуемых компонентов, например, при разведке месторождений фосфоритов, а также некоторых месторождений железных и марганцевых руд осадочного генезиса.
Источник
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
