книги из ГПНТБ / Денисов, С. А. Вопросы достоверности опробования и разведки рудных месторождений

в кусках, соответствующих диаметру бурения. Проба отбирается при минимальном искусственном измельчении. Во время вращения мель­ ницы происходит последовательное измельчение менее прочных высту­ пающих частей и раскалывание обломков по существующим трещинам.

Материал пробы выгружается из шаровой мельницы по мере измель­

на 5 последовательно отобранных частичных проб (каждая примерно по 20% веса исходной пробы). Эти пробы обрабатываются и анализиру­ ются обычным способом. Таким образом, весь материал исходной пробы получает аналитическую характеристику в виде содержаний в частич­ ных пробах, а содержание в исходной пробе или в любом ее остатке, образующемся при последовательном изъятии частичных проб, может быть точно определено расчетным путем (со взвешиванием на веса час­ тичных проб). Такая методика вывода средних широко применяется на практике, когда среднее содержание по сечению определяется на основании данных секционного опробования.

После выполнения указанных расчетов по каждой исходной пробе получается ряд содержаний, соответствующих начальному ее весу и весам, образующимся при последовательном отборе от нее частичных проб (80%, 60, 40 и 20% веса исходной пробы). Формы расчета указа­ ны в табл. 12, 13, 14.

Т а б л и ц а 14

Определение содержаний для остатков проб, % от исходного

Первый остаток Второй остаток Третий остаток Четвертый остаток

Номер

пробы

Результаты экспериментов. Изучены руды 9 месторождений: 3 мед­ но-молибденовых, 1 молибденового, 2 золоторудных, 1 полиметалли­ ческого, 1 флюоритового и 1 сурьмяно-ртутного. Исследовано содер­ жание меди, молибдена, свинца, цинка, золота, флюорита, сурьмы и ртути. При группировке проб руды учитывались типы (например, окисленные и первичные, сланцевые и кварцевые) и сорт (богатые, кон­ диционные, бедные). /■

Приводим характеристику 20 групп проб по типам и сортам. /

40

Для группы проб составлялись расчетные таблицы и графики, ха* рактеризующие каждую пробу в процессе экспериментального истира­ ния, и средние данные по изменению содержания для групп (рис. 12). В одних пробах при снижении веса содержание повышается, в дру­ гих — понижается. Ярко выражено рассеяние содержаний при сниже­ нии веса пробы. Следовательно, роль случайной составляющей в резуль­ тате единичных проб значительна, а это значит, что делать выводы по единичным пробам нельзя. В конкретном случае достаточно явно проявляется преобладание снижения содержания при снижении веса пробы (входа керна), на это указывают изменения среднего содержа­ ния, т. е. закономерность проявлена для группы проб. На рис. 13 изменение содержания в отдельной пробе довольно хорошо совпадает

Gусредненной кривой.

-Для всех экспериментально изученных групп проб были построены

графики изменения средних содержаний в связи с изменением веса проб (содержание в остатках выражено в процентах от содержания в исход­ ных пробах). Как следует из рис. 14, изменение средних содержаний для групп проб происходит с большой закономерностью (из 17 случа­ ев закономерность частично нарушена только в одном) и для изучен*

41

ных месторождений и компонентов явно преобладает снижение содер­ жания при уменьшении веса проб (выхода керна). Это снижение бывает настолько значительным, что может существенно повлиять на

оценку месторождения. Вычисление коэффициента кор­

реляции (г) между содержанием и выходом керна для некоторых групп проб дало следующие резуль­ таты: для окисленных медных руд—

фидного — 0,18 и для молибдена окисленного — 0,22.

исходной пробы. Сплошные линии— ния избирательного истирания ко-

а

содержания на 25—30%) для эксперимента достаточно 20 проб, а при более слабом необходимо 40—60 проб.

Кроме общего вывода, экспериментальные данные позволяют вы­ явить ряд особенностей в характеристике поведения различных компо­ нентов в разных условиях. Например, по динамике содержания медь и цинк (см. рис. 14, 5, 7, 9) достаточно резко отличаются от молибдена, сурьмы, ртути и свинца (см. рис. 14, 10, 12, 14, 15). Это различие

объясняется формами выделения и механическими свойствами рудных минералов. Медные и цинковые ми­ нералы выделяются в виде вкрап-

лений и прожилков, достаточно прочно связанных с породой. Минера­ лы свинца образуют сравнительно крупные, легко выкрашивающиеся прожилки, а минералы молибдена выделяются в виде мягких чешуек на плоскостях зияющих или слабо сцементированных трещин.

Содержание одного и того же компонента в различных условиях неодинаково (см. рис. 14,2 и 11, золото в кварце и в сланцах). В слан­ цах золото связано главным образом с кварцевыми прожилками, по которым преимущественно происходит раскалывание с выкрашива­ нием золотосодержащего материала; на рис. 14 кривые 3 и 13, 4 и 17 (попарно) характеризуют влияние концентрации рудных ком-

43

понентов на степень проявления избирательного истирания, которое при более высоком содержании проявляется сильнее.

Сопоставление изменения содержания меди в двух месторождениях прожилково-вкрапленноготипа (рис. 14,5,7) с изменением содержания молибдена в одном из этих месторождений (рис. 14, 10) позволяет выявить свойства рудного минерала и характер его выделений. Кривые

рания на содержание показана на рис. 15, где три пары кривых харак­ теризуют поведение одного и того же компонента в рудах одного место­ рождения. Они получены для групп проб, отобранных и обработанных в разное время. Близость результатов по кривым 1 и 2, 3 н 4, 5 и 6 свидетельствует о том, что эксперимент дает количественную оценку объективно существующих свойств руд.

Сопоставление полученных данных достаточно определенно указы­ вает на то, что средние данные, полученные в ходе экспериментов для групп проб, в противоположность данным по отдельно взятым пробам не случайны. В эксперименте вскрываются и количественно оценива­ ются особенности распределения и свойства рудных минералов, связан­ ные с механической неоднородностью пород, которая приводит к изби­ рательному истиранию и искажению истинных содержаний при колон­ ковом бурении.

Насколько степень проявления избирательного истирания, получен­ ная при эксперименте, соответствует проявлению этого процесса при колонковом бурении? Для выяснения этого по трем месторождениям были сопоставлены результаты контроля опробования керна скважин бороздовыми пробами, взятыми в дублирующих горных выработ­ ках, с результатами, полученными при экспериментальном истира­ нии проб. Снижение содержания в керновых пробах было следующим

Совпадение влияния избирательного истирания на содержание при бурении и при эксперименте выражено достаточно ясно.

Полученные результаты позволяют рекомендовать описанный ме­ тод количественной оценки влияния избирательного истирания на со­ держание в керновых пробах и тем самым повысить достоверность дан­ ных колонкового бурения. Подобные эксперименты с аналогичными результатами получены и другими исследователями (Е. Г. Краснов, С. В. Саркисян).

Прямая экспериментальная оценка влияния избирательного истира­ ния керна на содержание в керновых пробах не исключает борьбы за

44

повышение выхода керна, но необходимо учитывать, что этот Еопрос до сих пор не получил решения, а достоверность огромного количества фактических данных бурения необходимо оценивать в настоящее время. Кроме того, известны случаи, когда керновые пробы существенно ис­ кажают содержание и при выходе керна, превышающем уровень 70%, принятый за кондиционный. Эксперимент позволяет устанавливать кондиционный выход керна с учетом особенностей месторождения.

Трудоемкость и стоимость экспериментального истирания проб невысоки. В течение месяца техник и рабочий могут взять и обрабо­ тать 15—20 проб. Для месторождения (в зависимости от сортов и типов руд) достаточно исследовать 40—80—160 проб. По затратам.и срокам этот метод во много раз экономичнее дублирования горными выработ­ ками.

Наибольший эффект описанный метод принесет при разведке круп­

время как при достаточной убежденности экспертов и работников ГКЗ в завышении содержаний смело вводится понижающий коэффициент, при аналогичном мнении о занижении коэффициент не применяется (авторам случаи применения не известны). Наиболее типичен для прак­ тики апробации запасов случай, когда занижения или завышения содержания достаточно четко не установлено. В этом случае обычно ставятся под сомнение запасы, подсчитанные по данным буровых сква­ жин,’снижается их категория и пр. Если рекомендацию о введении по­ правочного коэффициента повышающего содержания можно оспари­ вать и требовать накопления дополнительного экспериментального материала, то определение направления процесса описанным метадом производится однозначно. Если экспериментом установлено снижение содержания при снижении выхода керна, то это означает, что подсчи­ танные запасы гарантированы от завышения и основания для снижения их категории отпадают. В таком качестве результаты эксперименталь­ ного истирания смело могут применяться в геологоразведочной прак­ тике уже в настоящее время.

Учитывая результаты экспериментов и установленные закономер­ ности, следует рекомендовать широкую проверку и внедрение мето­ да на всех месторождениях, при разведке которых применяется оп­ робование керна.

Экспериментальные и контрольные работы по опробованию

Для обеспечения необходимой достоверности опробования место­ рождения и оценки фактической достоверности осуществленного опробования необходимо выполнить ряд экспериментальных и конт­ рольных исследований, которые должны входить в состав основных раз­

45

приводят к тому, что результаты экспериментов не могут быть исполь­ зованы для повышения качества и достоверности опробования, а лишь пассивно констатируют допущенные ошибки и недостатки, нередко качество работ низкое, поэтому начинать экспериментальные и конт­ рольные работы необходимо как можно раньше — с началом систе­ матического и массового опробования. Состав, методика и объемы работ уточняются в зависимости от конкретных условий и особеннос­ тей изучаемого объекта.

Типовая программа экспериментальных и контрольных исследований по опробованию

Документация мест опробования. В дополнение к документации выработок необходима также систематическая документация мест взятия пробы (борозда, описание керна). Цель этой документации — выделение визуально отличаемых разновидностей всех опробуемых пород и руд и увязка с ними секционирования проб (минералы, их формы, цвет, концентрация, текстуры, структуры и пр.).

На этапе эксперимента должны документироваться все наблюдае­ мые признаки. После набора достаточного количества наблюдений и изу­ чения корреляционных связей производится сокращение числа при­ знаков и отбор наиболее представительных для фиксации при докумен­ тации всех отбираемых проб, которые в дальнейшем используются для геологического обоснования контуров рудного тела. В процессе до­ кументации должен быть собран материал по размерам выделений рудного минерала, обеспечивающий определение среднего размера выделения, используемого для обоснования веса представительной пробы. Ориентировочный объем — 300—500 проб. Документация выполняется с применением перфокарт ручной сортировки.

Оценка представительности пробы. Для количественной оценки эф­ фекта сортировки и целесообразности отбора дополнительных проб в горных выработках необходимо отобрать совмещенные и сопряжен­ ные пробы и определить коэффициент корреляции между ними.

Эксперименты по сопоставлению пар проб (борозда по борозде, рядом расположенные борозды, пробы на противоположных стенках выработок) осуществляются в объеме 100— 120 пар каждый. Кроме того, предусматривается сопоставление бороздовых проб с валовы­ ми в объеме 15—20 валовых проб, каждая из которых дублируется 8— 12 бороздовыми пробами, а также отбор в 20—30 местах по 6—8 со­ пряженных проб. Все это позволит обосновать оптимальное количество проб, обеспечивающее эффективное использование разведочной гор­ ной выработки. Эти же данные могут оценить достаточность приме­ няемого сечения пробы или целесообразность его изменения.

Оценка качества отбора бороздовых проб. При отборе проб не­ обходимы специальные наблюдения для выявления и оценки роли

46

факторов, отрицательно влияющих на качество пробоотбора и снижаю­ щих представительность пробы.

Факторы эти следующие: неравномерность распределений рудных минералов, размеры их выделений, тяготение к мягким или крепким участкам, соотношение прочности рудных и нерудных минералов. Что­ бы наблюдениями и экспериментами оценить степень влияния указан­ ных факторов, при отборе 100—150 проб обеспечивается строгий конт­ роль за полнотой сбора материала пробы. От взятой пробы отсеивает­ ся мелкая фракция (—15 мм). Обе части пробы обрабатываются и ана­ лизируются раздельно. Степень обогащения мелких фракций позволит оценить влияние неравномерности отбора материала с единицы длины на качество пробы. При документации должно быть обращено особое внимание на отклонения от стандартного сечения и распределение рудных минералов в контуре борозды.

При экспериментальных работах по опробованию необходимо со­ брать достаточный (в соответствии с геологическими условиями) ма­ териал для установления зависимости объемного веса от минералогиче­ ского типа руд и содержания полезного компонента (200—300 опре­ делений объемного веса в пробах). Это позволит более полноценно использовать вес пробы для контроля качества пробоотбора.

Оценка степени проявления избирательного истирания керна. Яв­ ление избирательного истирания широко распространено и без оценки степени его проявления невозможно оценить представительность кер­ новых проб.

Общепринятый способ экспериментальной оценки — дублирование буровых скважин горными выработками. Этот способ необходимо при­ менять с учетом представительности пробы. Приведенные выше результаты'оценки этой представительности указывают на то, что только при достаточном метраже (150—200 м) дублирующих выработок можно по­ лучить достоверную оценку качества кернового опробования. Кроме дублирования, обязательно применение других способов оценки.

Предварительную оценку может дать сопоставление содержаний в мелкой и крупной фракциях бороздовых проб. Более точное пред­ ставление о степени проявления избирательного истирания может быть получено экспериментально. В программе экспериментальных и конрольных работ по опробованию должно быть предусмотрено истирание 20—40 проб для каждого типа и сорта руд.

Контроль отбора керновых проб. Поскольку установлено сущест­ венное различие между двумя половинками керна (Натальин, 1963), необходим контрольный отбор в количестве 50—100 проб, при кото­ ром в обработку и анализ направляется вторая половина керна (вмес­ то керна в этом случае на хранение остаются дробленые остатки от сокращения пробы). Контролироваться должны пробы всех классов по содержанию.

Контроль качества обработки проб. Применение мощной вентиля­ ции приводит к тому, что возрастают потери материала проб и, глав­ ное, эти потери имеют избирательный характер. Поэтому истиратель открытого типа следует заменить закрытым виброистирателем или пере­

47

Г л а в а в т о р а я . ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ ОПРОБОВАНИЯ

ИОКОНТУРИВАНИЕ РУДНЫХ ТЕЛ

Одостоверности средних оценок

В течение последних десятилетий идет процесс постоянного сни­ жения требований промышленности к качеству минерального сырья. Снижаются минимально промышленные и бортовые значения содер­ жаний полезных компонентов. Значительная часть месторождений цветных и редких металлов и золота представлена в основном бедными и убогими рудами с редкими и небольшими по размерам (первые мет­ ры) участками богатых руд. Размеры и распределение минеральных зерен в них также крайне неравномерны. Эти особенности распреде­ ления оруденения приводят к низкой представительности единичной пробы и пересечения, в связи с чем вопрос методики определения сред­ них величин параметров оруденения стал актуальным.

Предложены различные способы определения среднего для выбор­ ки, учитывающие законы распределения параметров оруденения. Рекомендуется использовать среднее логарифмическое, геометриче­ ское и гармоническое взамен среднего арифметического. Эти рекомен­ дации в отдельных случаях находят применение в геологоразведочной практике.

По В. В. Богацкому, К. В. Гаврилину (1967), кривые распределе­ ния плотности вероятностей параметров рудных тел на месторожде­ ниях с неравномерным распределением имеют левую асимметрию (ги­ перболовидные или логнормальные распределения).

В математической статистике наиболее полно изучен нормальный закон распределения и все таблицы вычисления доверительного интер­ вала, коэффициента доверия и т. д. составлены именно для него. Пу­ тем нелинейного функционального преобразования можно любой закон распределения привести к нормальному.

При логнормальном распределении сделать это проще — логарифмы значений параметра распределяются нормально. Свойства логнормаль­ ного закона распределения в статистической литературе освещены дос­ таточно полно, в частности Н. К. Разумовским (1941).

Кратко их можно описать так: при функциональном преобразова­ нии (когда вместо X берется Z = lgx) медиана сохраняет свое место на шкале, так как частости не меняются, а медиана — это та точка на шка­ ле аргументов, до которой накоплена ровно половина частот. Так как среднее геометрическое является медианой для логарифмической шкалы, то и для шкалы X она остается медианой.