книги из ГПНТБ / Альбов М.Н. Рудничная геология

Определим необходимое количество порций точечной линейной пробы, соответству­ ющей бороздовой пробе по­ стоянного поперечного сече­ ния. Примем (см. рис. 42):

При обязательном условии, что Sn = £ ц получим:

я Д 2 = 4Д2 - яі?2 + 2Rb,

откуда

b = nR — 2R,

а расстояние между центрами порций

1 — 2R-T- nR — 2R или l = nR.

Обозначив расстояние между центрами порций верхнего и нижнего

I

рядов по горизонтали —, можно написать равенство

2

191

Рациональное количество порций точечной линейной пробы можно определить способом, основанным на теории сочетаний [2], или способом разряжения.

выработок производственные операции по отбору химических проб в за­ боях являются наиболее отсталыми. На многих рудниках отбор проб выполняется ручным способом. Поэтому проблема механизации отбойки бороздовых и точечных проб является крайне актуальной.

Всесоюзным институтом техники разведки (ВИТР) разработаны пробоотборные коронки, присоединяемые к отбойному молотку ОМСП-5 при помощи специальных переходников. Коронка для отбора монолит­ ных проб имеет П-образную форму. Каждая щека имеет три цилиндричес­

внутренний корпус для переходника, соединяющего ее с буксой отбойного молотка. Специальная поддерживающая рамка обеспечивает прямолиней­ ное движение коронки вдоль борозды [18].

Для отбора бороздовых проб в крепких породах методом резания ВИТР разработал дисковый пробоотборник ДП-1-ВИТР. На шпинделе пробоот­ борника закрепляется два параллельных мелкоалмазных диска с расстоя­ нием между ними 4—6 см (ширина борозды). Монолитная бороздовая проба откалывается от забоя ударами зубила.

Все предложенные устройства по механической отбойке бороздовых проб способом скалывания и способом резания оказались сложными и громоздкими. Они не получили широкого применения и, как правило, не вышли за пределы экспериментальных работ. Основное препятствие при внедрении механизации отбойки бороздовых проб любого сечения заключается в том, что поверхность забоя не является плоскостью. Она неправильная, неровная и неодинаковая после каждой отпалки. Практика показывает, что на некоторых рудниках в забоях отбираются не сплошные

такие пробы называют бороздовыми. При ручной отбойке проб нередко

жом заменяют бороздовый метод другими способами отбора проб. Напри­ мер, на медных рудниках Урала бороздовые пробы заменены линейными точечными пробами; практика показала высокую представительность этих проб.

Задачи механизации отбора точечных линейных проб определяются следующими техническими требованиями к разрабатываемым конструк­ циям.

1. Высокая представительность проб, что зависит от количества пор­ ций, составляющих пробу. При увеличении количества порций, составляю-

192

щих пробу. При увеличении количества порций можно в любом забое

чае, если пробщик на любом руднике лично убедится, что пробоотборник уменьшает его физические усилия при отборе проб и одновременно повы­ шает производительность труда.

3. Возможность механического отбора с каждой точки строго опреде­ ленного объема в породах любой крепости. Конструкции перфораторов с ударно-поворотным устройством дают возможность для выполнения этого условия. При включении в конструкцию ограничителя буровой наконечник будет проникать на определенную и постоянную глубину (например, на 3 или 5 см), благодаря чему объем отбитого материала с каж­ дой точки будет строго одинаков.

При ручном отборе точечных проб молотком и зубилом это условие не выполняется, что всегда вводит в точечные пробы неустранимую по­ грешность. Только полная механизация отбора точечных проб может гарантировать строго объективное опробование любого забоя.

4. Высокая производительность и оперативность отбора. Необходимо добиться, чтобы процесс отбора одной порции с помощью пробоотбор­ ника в самых твердых породах не занимал более 1 мин. Оперативность отбора зависит от умелого, целесообразного размещения необходимого минимума порций на площади забоя. Это повышает требования к конструк­ ции механизма.

5. Низкая себестоимость отбора проб и их обработки. Даже при оди­ наковой себестоимости отбора точечных проб ручным и механическим спо­ собами предпочтение следует отдать последнему как строго объективному. Обработка материала пробы при механической отбойке окажется дешевле, чем при ручной, благодаря значительно меньшей крупности частиц, состав­ ляющих пробу.

Пробоотборник СГИ-3, разработанный в Свердловском горном инсти­ туте, предназначен для механического отбора точечных и шпуровых химиче­ ских проб руд и горных пород в забоях горных выработок. Его рационально применять в породах и рудах высокой и средней крепости [3] (рис. 43).

Методика отбора проб точечным способом при помощи пробоотбор­ ника СГИ-3 имеет следующие преимущества перед ручной отбойкой:

а) порции точечной пробы имеют строго одинаковый объем. Места взятия порций отчетливо видимы, легко контролируются, что существенно уменьшает влияние субъективного фактора на отбор проб;

б) материал пробы получается в виде буровой муки (класс 0,2 мм со­ ставляет 85%), что позволяет исключить применение дробилок и валков для измельчения проб. При отборе не происходит потери материала пробы и избирательного выкрашивания хрупких рудных минералов;

в) повышается производительность труда пробщика; г) возможен также отбор шпуровых проб;

д) рациональное количество порций точечной пробы для каждого естественного типа руд может быть определено путем математических расчетов.

В Свердловском горном институте разработан вариант пробоотбор­ ника СГИ-3 с применением вращательного бурения мелкими алмазными коронками малого диаметра.

Ш п у р о в о й с п о с о б опробования основан на улавливании буровой муки из шпуров, специально заданных или пройденных для буро­ взрывных работ. Эта мука и составляет материал пробы для химического анализа. По существу шпуровые пробы являются теми же бороздовыми пробами, взятыми при помощи перфоратора. Поэтому все рекомендации по расположению бороздовых проб в полной мере относятся и к шпуровым пробам.

К достоинствам шпуровых проб следует отнести:

194

бурении шпуров с образованием пыли, не улавливаемой ручным способом. Шпуровые пробы удобно применять для оценки качества руды в почве или кровле забоя, а также для вскрытия близко расположенных парал­ лельных рудных тел.

| ^ 3 . Определение средних показателей

с двумя типами руд и при получении данных анализа двух частных бороздо­ вых проб (рис. 44) среднее содержание полезного компонента может быть определено как среднеарифметическим, так и средневзвешенным (по дли­ нам борозд или по произведению длин борозд на объемные весы типов руд) способами.

При подсчете среднеарифметическим способом среднее содержание

В данном примере среднее содержание составит:

с= 8M±iM =5,05% Си.

Однако содержание в рассматриваемом случае определено не точно.

196

ленной руды. Поэтому среднее содержание по забою следует определять взвешенным способом пропорционально произведению длин бороздцна объемные веса руд, т. е. по формуле

Определение средней мощности и среднего содержания металла по штреку, по горизонту постоянно требуется в практике разведки и эксплуа­ тации месторождений различных полезных ископаемых. При этом могут иметь место следующие частные случаи.

1. Расстояния между пробами равны между собой, длины борозд (мощности жилы) и содержание полезного компонента переменные. Сред­ нюю мощность вычисляют по формуле среднего арифметического

Среднее содержание полезного компонента определяют по формуле среднего взвешенного пропорционально длинам борозд (мощностям жилы)

2. Расстояние между пробами, длины борозд (мощности жилы) и содержание полезного компонента переменные. Это наиболее общий слу­ чай в практике (рис. 45). Здесь необходимо ввести дополнительное поня­ тие — длину влияния пробы. На плане штрека эту длину определяют графически. Расстояние между пробами делят пополам на участки влия­ ния, прилегающие к отдельным пробам. Затем определяют общую длину смежных участков, прилегающих к данной пробе.

197

Среднюю мощность жилы рассчитывают по формуле среднего взве­ шенного пропорционально длинам влияния отдельных проб по оси штрека

где I — среднее влияние частной пробы по оси штрека.

Среднее содержание полезного компонента также рассчитывают по формуле среднего взвешенного пропорционально длинам борозд (мощ­ ностям жилы) и длинам влияния проб по оси штрека

2 ml

Все вычисления заносят в журнал (табл. 34). Исходя из данных, приведенных в табл. 34,

М = | § . = 0 , 7 0 м ; C = f f = 0,88%.

При перерывах (пережимах) маломощной рудной жилы по штреку

вприведенные выше формулы определения мощности необходимо вводить

вкачестве множителя линейный коэффициент рудоносности К, предста­ вляющий собой отношение суммы для участков непрерывного протяжения рудной жилы к общему протяжению штрека L 0 , включая пережимы:

198

При этом средняя уравненная мощность жилы (по всей длине штрека) будет равна

а среднее уравненное содержание полезного компонента (также по всей длине штрека) составит:

В формулах M и. С являются средними значениями мощности и содер­ жания полезного компонента по отдельным участкам непрерывного про­ тяжения жилы, выведенными по ряду частных проб.

В рудной жиле большой мощности, вскрытой несколькими ортами из одного штрека, среднюю мощность определяют как средневзвешенное из частных значений мощности по отдельным ортам пропорционально пло­ щадям влияния этих ортов на плане. Для вычисления среднего содержания полезного компонента в этом случае нельзя принимать во внимание толь­ ко пробы по штреку или все пробы по штреку и по всем ортам. Штрек мо­ жет быть пройден по богатой или бедной металлом части жилы. Поэтому среднее содержание полезного компонента по нему может существенно отличаться от действительного.

Для решения поставленной задачи необходимо определить содержа­ ние полезного компонента по каждому орту в отдельности, включая и пробы по штреку в сечении данного орта, а затем вычислить среднее со­ держание по горизонту как средневзвешенное из содержаний по ортам пропорционально мощности жилы и длинам их влияния.

Все перечисленные способы определения средних показателей по штре­ кам и горизонтам маломощных жил при большом количестве проб дают практически тот же результат, что и более простой широко известный способ арифметической середины.

Средневзвешенный способ определения средних показателей по штре­ кам следует принимать при малом количестве проб со значительными колебаниями содержаний при ясно выраженной прямой или обратной кор­ реляционной зависимости между мощностью и содержанием. В большин­ стве случаев на практике средние величины можно определять среднеариф­ метическим способом.

4. Учет проб с исключительно высоким содержанием металла

При разведке и эксплуатации рудных и россыпных месторождений золота, платины и редких металлов отдельные пробы содержат весьма высокий процент металла, превышающий в несколько раз его среднее содержание в руде или песках. Такие пробы принято называть выдающи­ мися. Оставление или исключение выдающихся проб из подсчета среднего содержания металла существенно отражается на последнем. Поэтому та­ кие пробы требуют особых приемов при определении среднего содержания.

199

Установление наличия выдающихся проб возможно только при значитель­ ном количестве проанализированных проб в процессе детальной разведки или эксплуатации.

В специальной литературе по учету выдающихся проб предлагалось много различных рекомендаций. Наиболее основательно этот вопрос разработан П. Л. Каллистовым [10], основные предложения которого изложены ниже.

Всю совокупность проб месторождения или отдельного блока можно разбить по мере увеличения содержания на область нормальных проб и на очень небольшое (единицы) количество высоких проб. Величина верх­ него предела содержания нормальной пробы находится в прямой зависи­ мости от следующих факторов:

1) объема выборки (количества проб), по которому определяется сред­ нее содержание металла;

2)уровня среднего содержания металла в рудах (песках) опробован­ ного участка;

3)степени неравномерности (величины дисперсии) содержания металла

врудах (песках).

Пробы месторождения (участка) разбивают на классы по содержанию металла, возрастающие в геометрической прогрессии, со знаменателем прогрессии, равным 2 (табл. 35).

Основная масса проб располагается в нескольких классах, образуя непрерывный ряд с максимумом в одном из средних классов. Единичные пробы с выдающимся содержанием золота иногда располагаются в клас­ сах, отделенных пустыми классами от основной массы проб. Такие пробы следует относить к выдающимся, и ограничивать их при вычислении сред­ него содержания.

Рекомендации по выявлению и учету выдающихся проб:

1. К числу выдающихся следует относить пробу, содержание в ко­ торой более чем в два раза превышает содержание ближайших к ней по величине (но не по местоположению в блоке) пробы.

2. При вычислении среднего содержания показание выдающейся пробы заменяется удвоенным содержанием в ближайшей меньшей пробе или удвоенным средним содержанием металла в том классе, к которому принадлежит эта ближайшая меньшая проба.

200