основн.дисциплины / поиск и разв.мест.п.и-Высоцкий / Курс лекций

опробование применяется: а) для контроля всех других способов отбора проб; б) для опробования тел полезных ископаемых с крайне неравномерным распределением полезного компонента (золотоносные россыпи и др.); в) для отбора проб на технологические и технические испытания, особенно нерудных полезных ископаемых (слюда, асбест и др.).

При шпуровом способе опробования в пробу поступает материал (шлам), выбуриваемый в процессе проходки шпуров. Шпуры располагают по линии мощности тел полезных ископаемых, т. е. по линии наибольшей изменчивости качества минерального сырья, так же как и при бороздовом опробовании.

Шпуровое опробование осуществляется как специально задаваемыми шпурами для отбора проб, так и сбором шлама и буровой мути из шпуров, проходимых с целью продвижения забоев. В последнем случае сбор материала может быть полным из всех шпуров забоя или выборочным из отдельных шпуров, расположенных по линии наиболее полного пересечения тела полезного ископаемого. Полный сбор материала производится при бурении равномерных по строению тел, а выборочный — при полосчатом строении, которое не позволяет отбирать пробы из шпуров, пройденных по отдельным обогащенным или обедненным участкам тела полезного ископаемого (рис. 10, а, б).

Сбор выбуриваемого материала, составляющего пробу, осуществляется с помощью специального патрубка или тройника (рис. 11) в отстойниках. Собранный шлам отфильтровывают, просушивают и передают для дальнейшей отработки.

Особенностью шпурового опробования является возможность отбора проб за пределами забоев и стен горных выработок. Это используется для опробования мощных тел полезных ископаемых, не вскрываемых полностью горными выработками (см. рис. 10, в). Применение колонковых перфораторов позволяет вскрывать и оконтуривать залежи, расположенные за пределами горных выработок на расстоянии 15—20 м и более (см. рис. 10, г), оценивая качество минерального сырья по данным шпурового опробования.

Во многих случаях шпуровое опробование дает удовлетворительные результаты по сравнению с другими способами (например, бороздовым) и с успехом может быть использован, особенно при эксплуатационном опробовании. Положительными сторонами шпурового опробования являются: а) механизация пробоотбора; б) постоянное сечение пробы; в) непрерывность опробования при отборе проб в комплектах шпуров, которые бурятся для проходки выработок по телу полезного ископаемого; г) тонкое измельчение материала, почти не требующее последующей обработки; д) возможность опробования за пределами выработок.

Недостатки этого способа следующие: а) при обуривании забоев, идущих по простиранию тел полезных ископаемых, не всегда возможно расположить шпуры вкрест залежей по линии максимальной их

321

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

изменчивости, что может исключить применение шпурового способа; б) невозможность опробования маломощных тел; в) невозможность

точного секционного отбора проб; г) невозможность отбора проб непосредственно по стенкам забоев; д) невозможность производить геологическую документацию — зарисовку вдоль шпура — пробы; е) несовершенство приспособлений для сбора мути и шлама, что приводит к большим потерям выбуриваемого материала и к искажению результатов опробования; ж) возможность использования шпуровых проб только для определения химического состава минерального сырья.

Перечисленные недостатки не лишают возможности рекомендовать шпуровое опробование для широкого использования при соответствующих геологических условиях. Одновременно следует форсировать усовершенствование техники сбора выбуриваемого материала и ускорить серийное производство приборов.

Точечный способ заключается в отборе значительного количества кусков минерального сырья или горной породы из отдельных точек, располагаемых на определенных расстояниях друг от друга. Отбор кусков может производиться в забое от массива, из навала уже отбитой горной массы или от массы, погруженной в вагонетки, автомашины, вагоны. Отбор проб из отбитой массы иногда называют «горстьевым» способом.

Во всех случаях на участок, намеченный к опробованию, набрасывают веревочную сетку, из узлов или центров ячеек которой отбирают куски, составляющие пробу. Сетку чаще применяют квадратную (10 х 10, 20 х 20 см), реже ромбическую и прямоугольную (10 X 20, 20 X 40 см и др.). Прямоугольная сетка применяется для опробования маломощных тел (пластов, линз, жил), и в этом случае длинные стороны сетки вытягиваются по падению тела, а короткие — по линии наибольшей изменчивости качества минерального сырья — обычно по мощности тела. Расположение точек отбора проб показано на рис. 12.

При определенном навыке отбор кусков можно производить без веревочной сетки, отмеряя расстояния между линиями точек и между точками в линиях рулеткой, мерной линейкой или специальным мерником.

Отбойка отдельных кусков в пробу в забое производится зубилом и ручным молотком; для отбора кусков необходимой величины из навалов нередко также приходится пользоваться молотком. Обычно диаметр отдельных кусков 2—3 см, а вес — около 100 г.

Количество точек, из которых отбираются куски в пробу по забою или навалу рудной массы, должно быть минимальным при равномерном распределении полезного компонента в минеральном сырье (12—15) и увеличиваться при неравномерном распределении полезного компонента

(до 50—100).

Точность точечного способа опробования в общем случае удовлетворительная. Достоинствами этого способа являются его сравнительная

322

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

простота, быстрота и дешевизна. При достаточном количестве точек этот способ обеспечивает объективность и надежность опробования.

Точечный способ применим в любых условиях, за исключением опробования маломощных (тонких) тел полезных ископаемых. Несмотря на положительную оценку этого способа, в практике он используется еще недостаточно широко. Поэтому до применения его для систематического опробования необходимо провести экспериментальные работы и сравнить данные этого метода и других методов опробования (валовым, задирковым, бороздовым) с целью подтверждения надежности результатов.

Затруднением при использовании данного способа обычно является определение количества отдельных кусочков, обеспечивающее достаточную точность и надежность среднего содержания полезного компонента по всем кусочкам (пробе), т. е. представительность пробы. Очевидно, этот вопрос может быть решен экспериментальным путем для каждого конкретного месторождения, исходя из общих принципов математической статистики, с использованием коэффициента вариации содержаний полезного компонента.

Способ вычерпывания применяется только для опробования навалов отбитой руды. Для этого, так же как при точечном способе, на навал, предварительно выровненный для уменьшения его высоты, набрасывают сетку и из центров ячеек ее отбирают частичные пробы определенного веса. В отличие от точечного способа эти частичные пробы отбираются в каждой клетке сетки до дна навала, а не по одному кусочку (рис. 13). При этом мелочь отбирается рукой, совком или лопатой, а от крупных глыб отбиваются небольшие куски. Сыпучие полезные ископаемые опробуются специальным щупом. Такой прием должен обеспечить равномерность опробования как мелкой фракции, так и глыб, что повышает точность опробования, если различные по крупности фракции материала имеют различную концентрацию полезного компонента.

Сетки могут быть квадратными или ромбическими. Размеры ячеек от 0,5 х 0,5 до 0,1 х 0,1 м и менее (для тонко измельченных проб в лабораториях).

Количество пунктов отбора частичных проб и их веса изменяются в зависимости от характера распределения полезного компонента и примерно должны составлять: а) при равномерном распределении полезного компонента 12—16 частичных проб, по 50 г каждая; б) при неравномерном распределении 20—25 частичных проб, по 100 г каждая; в) при весьма неравномерном распределении 35—50 частичных проб, по 200 г каждая. Этот способ, так же как и точечный, очень производительный и дешевый. Однако им можно опробовать только навалы, что исключает применение его для тел полезных ископаемых, мощность которых меньше ширины забоя, так как в этих случаях в отбитую массу попадают вмещающие породы, искажающие истинное содержание полезного компонента в минеральном сырье. Кроме того, отбор частичных проб в виде отдельных лунок до дна в крупноглыбовом и в сыпучем материале навала очень затруднителен.

323

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

В связи с отмеченными недостатками способ вычерпывания не нашел широкого применения. Обычно им пользуются при отборе навесок от измельченных проб — порошков в лабораториях.

ОПРОБОВАНИЕ ПО МИНЕРАЛЬНОМУ СОСТАВУ

При массовом опробовании в процессе эксплуатационных работ в ряде случаев успешно определяют содержания полезных компонентов в руде на основании ее минерального состава. Существует несколько приемов минералогического опробования, среди которых наиболее широко известны следующие: 1) опробование по типам руд; 2) опробование по шлиховым минералам; 3) люминесцентное опробование; 4) опробование по оценке площади рудных минералов в шлифах.

Опробование по типам руд. На ряде месторождений может быть выделено несколько естественных типов руд, отличающихся более или менее определенным минеральным, химическим составом и физическими свойствами, с устойчивым содержанием полезного компонента. В этих случаях для каждого типа руд подбираются эталонные коллекции штуфов и устанавливается процентное соотношение главнейших рудных и нерудных минералов в них. Затем для каждого типа руд подбирают 30—50 зарисовок забоев с результатами химического опробования и рассчитывают среднее содержание полезных и вредных компонентов для каждого типа руд. Кроме содержаний полезного компонента для каждого типа руд определяют объемные веса.

Собственно опробование по типам руд заключается в тщательной зарисовке тела полезного ископаемого и документации забоев с выделением участков, сложенных различными типами руд (рис. 14). На основании зарисовок среднее содержание того или иного компонента по забою вычисляется методом среднего взвешенного на площадь S или мощность т по формулам, приведенным ниже.

Этот метод очень оперативен и позволяет резко сократить количество химических анализов.

Опробование по шлиховым минералам сводится к тому, что материал забойных проб, отбитый любым способом, дробится до размеров частиц ценного минерала и промывается в лотке до получения шлиха. Полученный шлих взвешивают, подвергают количественному минералогическому анализу и производят пересчет содержания ценного минерала.

324

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис. 1 Отбор проб в горных выработках:

1 – в точке; 2 – по линии; 3 – по плоскости; 4 – от всего объема проходки.

Рис. 2. Расположение бороздовых проб в канавах при вскрытии тела:

Вкрест простирания: а — по дну; б — по стенке; по простиранию:! е •— по дну; г — по стенке 1 — тело полезного ископаемого; 2 — наносы; з — вмещающие породы; 4 — бороздовые пробы

Рис. 3. Расположение бороздовых проб в горизонтальных выработках, прослеживающих тело по простиранию.

Отбор проб в забоях: а – при крутом залегании; б – то же при наклонном; в – то же, при горизонтальном; г – отбор проб по кровле или стенке выработки. 1 – тело полезного ископаемого; 2 – вмещающие породы; 3 – борздовые пробы.

Рис. 4. Расположение бороздовых проб в горизонтальных выработках, пройденных вкрест простирания тела:

а — при малой мощности тела; б — при большой мощности тела, в – вертикально. Условные обозначения см. на рис. 3

325

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Рис. 5. Расположение бороздовых проб в вертикальных выработках, вскрывающих тело,

Рис. 6. Расположение бороздовых секционных проб

1 — сплошные сульфиды; 2 — прожилково-вкрапленные руды; 3 — вмещающие породы; 4 — бороздовые пробы.

Рис. 7. Схема съемной пробоотборной коронки.

326

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Табл.1

Рис. 8. Схема отбора задирковых проб:

а – в канаве; б – в забое горной выработки. 1 – тело полезного ископаемого; 2 – вмещающие

породы.

Рис. 9. Схема отбора валовых проб

а — в канаве; б — в забое горной выработки.

327

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Рис. 10. Шпуровое опробование

а — использование шлама шпуров (+) при равномерном оруденении; б — использование шлама шпуров (+) при полосчатом оруденении; в — опробование с помощью шпура мощного тела, не полностью вскрытого горной выработкой; г — вскрытие и опробование тела, расположенного за пределами горной выработки. 1 — тело полезного ископаемого; 2 — вмещающие породы; 3 — шпуры

Рис. 12. Схема расположения точечных проб:

а – в забое по квадратной сетке; б – в навале отбитой руды; в – в вагонах конвертом.

328

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Рис. 13. Схема отбора частичных проб способом вычерпывания

о — план навала руды; б — разрез навала руды.

Рис. 14. Схема зарисовки забоя (а) и стенки (б) горной выработки при опробовании по типам руд

S1, S2, S3, S4, S5 — площади, занимаемые различными типами руд в забое: т1, т2, т3, т4 — мощности различных типов руд, вскрытых выработкой.

329

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

ЛЕКЦИИ 26-27-28

ЛЕКЦИЯ 26

ОТБОР ПРОБ

1. ОТБОР ПРОБ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ НА РОССЫПЯХ

Опробование россыпных месторождений отличается от опробования коренных месторождений тем, что отбираемые пробы представлены рыхлым материалом, определение содержания полезного минерала в котором осуществляется путем его промывки непосредственно на месте разведки. Для отбора проб в горных выработках при разведке россыпей используются три способа — валовый, вычерпывания и бороздовый.

При валовом способе опробования весь материал, получаемый при проходке горных выработок, поступает в пробу. Порода, добываемая с определенного интервала, складывается в отдельную кучу — выкид. Так, например, при углубке шурфа с интервалов 0,2—1 м порода выдается на поверхность и складывается в виде серии куч, располагающихся вокруг устья шурфа по часовой стрелке (рис. 1).

В начальную стадию разведки опробуются породы всего разреза, при этом опробованию должны подвергаться все литологические разновидности песков и рыхлых отложений — галечники, глины, пески и т. д. После того, как определится положение «пласта» («песков»), «торфов» и «плотика», верхняя часть наносов («торфа») может не опробоваться или опробоваться частично для контроля.

Величина интервалов опробования зависит от характера распределения полезных компонентов в россыпи, мощности ее и намечаемых способов разработки. При малой мощности «песков» и селективной их отработке интервалы отбора проб должны быть минимальными. При более или менее равномерном распределении полезного компонента по мощности и при отработке россыпи на массу (гидравлическая, дражная отработка) интервалы могут быть максимальными.

Россыпи золота обычно опробуются по интервалам 0,2 м, а россыпи титаномагнетита, ильменита, циркона, олова, вольфрама — по интервал лам

0,5—1 м.

Способом вычерпывания отбор проб производится по интервалам проходки выработки и в промывку поступает не весь материал, а отбираемая часть его. Для этого кучу пробы (выкид) разваливают и выравнивают в плоский диск и из 4—5 точек ее отбирается, по возможности до нижней границы диска, материал объемом в одну ендовку. Ендовка — это деревянный ящик трапециевидного поперечного сечения размером вверху 60 X 30 см, внизу 50 X 20 см, высотой 17 см. Могут быть приняты и другие размеры, но так, чтобы с учетом разрыхления породы объем ее был бы равен 0,02 м3, что необходимо для удобства последующего расчета содержаний полезных компонентов на 1 м3.

330

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»