Оценка достоверности опробования и контроль качества анализов проб.

Надежность определения содержаний компонентов, правильное оконтуривание залежей, подсчет запасов зависят от достоверности опробования, которая, в свою очередь, зависит от способа опробования, геометрии проб, правильности выполнения операций по их отбору, обработке и анализу, а также системы опробования.

Производство ГРР сопровождается оперативным геологическим контролем опробования: контроль за работой пробщика и рабочих проборазделочной лаборатории.

Контроль за работой пробщика заключается:

– в определении правильности отбора проб: контроль положения относительно элементов рудного тел, полноты опробования рудных тел по мощности, выдержанности принятых параметров отбираемых проб, правильности раскалывания (распиливания) керна и сбора мелочи при отборе пробы из керна с легко выкрашивающимися минералами, соответствия фактической массы пробы теоретической;

– в отборе в горных выработках контрольных проб в количестве не менее 5 % от общего числа рядовых проб тем же пробщиком, но под наблюдением геолога;

– в проверке правильности маркировки проб и ведения документации;

– в оценке сохранности проб в процессе транспортировки от места отбора до лаборатории.

Если в процессе контроля отбора проб выявляется неправильное положение проб по отношению к рудному телу, неравномерность отбора материала по длине, производится повторное опробование.

Методически задача оценки достоверности отдельных операций опробования на всех этапах решается одинаково: путем проведения сопряженных контролируемых и контрольных измерений. Число сопряженных пар измерений изучаемого свойства должно быть не менее 30, с тем, чтобы обеспечить статистическую устойчивость исследуемой выборки.

Важной особенностью геологического контроля опробования является его «бесповторность»: дважды одну и ту же пробу отобрать невозможно. Можно отобрать лишь другую пробу, непосредственно примыкающую к контролируемой. Но это все-таки будет уже другая проба. Поэтому полного совпадения результатов исследования контрольных и контролируемых проб быть не может. Это явление всегда следует иметь в виду при оценке достоверности опробования.

Качество анализов проб необходимо систематически проверять, а результаты контроля своевременно обрабатывать в соответствии с методическими указаниями НСАМ, НСОММИ. Геологический контроль анализов проб осуществляется независимо от лабораторного контроля. Контролю подлежат результаты анализов на все основные, попутные компоненты и вредные примеси. Геологический контроль подразделяется на внутренний, внешний и арбитражный.

Для определения случайных погрешностей проводится внутренний контроль путем анализа зашифрованных контрольных проб, отобранных из дубликатов аналитических проб, в той же лаборатории, которая выполняет основные анализы.

Для выявления и оценки систематических погрешностей осуществляется внешний контроль в лаборатории, имеющей статус контрольной. На внешний контроль направляются дубликаты аналитических проб, прошедшие внутренний контроль. При наличии стандартных образцов состава (СОС), их также следует включать зашифрованном виде в партию контрольных проб.

Пробы, направляемые на внешний контроль, должны характеризовать все разновидности руд месторождений и классы содержаний. В обязательном порядке на внутренний контроль направляются все пробы, показавшие аномально высокие содержания анализируемых компонентов.

Объем внутреннего и внешнего контроля должен обеспечить представительность выборки по каждому классу содержаний и периоду выполнения анализов (квартал, полугодие, год).

При большом числе проб (2000 и более в год) на внутренний и внешний контроль направляется 5 % от их общего количества, при меньшем числе проб по каждому выделенному классу содержаний должно быть выполнено не менее 30 контрольных анализов за контролируемый период.

Обработка данных внешнего и внутреннего контроля производится по периодам (квартал, полугодие, год). Относительная среднеквадратическая погрешность по данным внутреннего контроля не должна превышать предельно допустимых значений (δ*). В противном случае результаты основных анализов бракуются и все пробы подлежат повторному анализу с выполнением внутреннего контроля. Одновременно быть выяснены причины брака и приняты меры по его устранению.

При выявлении систематических расхождений проводится арбитражный контроль, который выполняется в лаборатории, имеющей статус арбитражной. На арбитражный контроль направляются дубликаты рядовых проб, по которым имеются результаты внутренних и внешних контрольных анализов. Контролю подлежат 30–40 проб по каждому классу содержаний. СОС их также следует включать в партию проб, сдаваемых на арбитраж.

При подтверждении арбитражным анализом систематических расхождений следует выяснить их причины, разработать мероприятия по устранению и решить вопрос о необходимости повторного анализа или о введении в результаты анализов соответствующего поправочных коэффициентов. Без проведения арбитражного анализа введение поправочных коэффициентов не допускается.

Обработка проб

Целью обработки проб является их подготовка к стандартным требованиям для проведения химического анализа, сохранив при этом первоначальные соотношения между химическими компонентами.

Применяется два метода подготовки проб для химического анализа: стадийный и одноактный.

Для составления стадийных схем обработки проб более века назад американскими учеными была предложена формула, вошедшая в теорию и практику под названием формула Демонда-Хальфердаля:

,

где q – минимальная масса пробы, до которой ее можно сократить (кг), d –максимальный диаметр частиц (мм), k – безразмерный коэффициент. Авторы формулы предлагали величину a принимать в пределах от 1,5 до 2,7. Вследствие сложности выбора значений k и d от указанной формулы довольно быстро отказались и перешли на ее частный вариант, который применяется и в настоящее время.

Этот вариант формулы Демонда-Хальфердаля называется формула (принцип) Ричардса-Чечотта:

,

где q – минимальная масса пробы, до которой ее можно сократить (кг), d –максимальный диаметр частиц (мм), k – безразмерный коэффициент (коэффициент неравномерности).

Коэффициент k должен определяться экспериментально для каждого природного типа руды месторождения. На стадиях оценочных работ и разведки, его значение чаще устанавливается по принципу аналогии.

Обработка проб проводится в проборазделочных лабораториях, оборудованных необходимыми механизмами и инструментами.  

Она состоит из следующих операций: 1) дробление (измельчение); 2) контрольное грохочение (просеивание); 3) перемешивание; 4) сокращение.

Крупное дробление ведется щековыми дробилками, с помощью которых можно раздробить куски размером менее 60-80 мм до 3-10 мм. Если проба содержит куски размером более 60-80 мм, они, прежде чем направить в дробилку, должны быть раздроблены вручную с помощью молотка на стальной плите. Мелкое измельчение производится валковыми дробилками, позволяющими дробить материал крупностью менее 10 мм до 0,5-4,0 мм. Тонкое измельчение до размеров 0,05 мм ведется с помощью дисковых истирателей, виброистирателей, стержневых мельниц и др.

Контрольное просеивание (грохочение) производится для того, чтобы размер частиц после каждой операции дробления не превышал заданной величины. Для этой цели используются стандартные наборы сит (грохотов). В ситах американского стандарта размер отверстий указан в мешах. Меш (mesh) – это число отверстий проволочной сетки, приходящееся на один линейный дюйм (25,4 мм) при толщине проволоки, равной диаметру отверстий.

Для того чтобы объем дробленого материала перед сокращением был однородным, производится его перемешивание. При большом количестве материала перемешивание осуществляется с помощью совка или лопаты. В лабораторных условиях перемешивание производится: 1) на клеенке или 2) способом кольца и конуса. В первом случае проба предварительно высыпается на клеенку, положенную на лабораторный стол. Сам же процесс перемешивания заключается в попеременном поднимании концов клеенки. При применении способа кольца и конуса проба высыпается на лабораторный стол, а затем с помощью совка насыпается в виде конуса. Далее с помощью металлической пластинки путем постепенного вдавливания при одновременном ее вращении проба разворачивается в кольцо. Затем материал пробы с помощью совка вновь насыпается в виде конуса. Указанные операции должны быть повторены не менее трех раз.

Сокращение лабораторных проб может производиться способом квартования, с помощью желобковых делителей Джонса, способом вычерпывания. Сущность способа квартования заключается в том, что на развернутую в диск пробу накладывается металлическая крестовина, которую несколько раз двигают в диагональных направлениях. В результате манипуляции диск разделяется на четыре равных сектора. Материал двух противоположных секторов объединяется, он и представляет собой сокращенную пробу. Материал двух других секторов направляется в отвал. Деление проб с помощью желобковых делителей является более оперативным: проба сразу же делиться на две равные части, которые оказываются в ванночках, размещаемых под отверстиями делителя. Способ вычерпывания применяется главным образом для отбора лабораторных проб и их дубликатов на самой последней стадии обработки. Для этого материал, полученный после истирания, насыпается на лабораторный стол в виде квадрата, на который набрасывается квадратная сеть с размером ячеек 2х2 см. В дальнейшем из каждой ячейки с помощью лабораторной ложечки отбирается материал, который после объединения и представляет собой пробу. Как показывает опыт, достаточным обычно является размещение на сокращаемой пробе 25 или 36 ячеек.