Валовое, шпуровое, точечное опробование

Основными факторами, влияющими на выбор способа опробования, являются геологические, из которых следует отметить: текстуры руд, распределение полезного компонента, размеры тел по простиранию и падению, мощность тел, крепость (плотность). Другие факторы — органи­зационно-технические, экономические — обычно имеют второстепенное значение.

Характер распределения полезного компонента в рудном теле, степень неравномерности оруденения имеют большое значение для определения размеров проб и расстояний между ними; на способ же пробо­отбора влияние этих факторов менее существенно. Тела полезных ископае­мых с равномерным и неравномерным распределением полезного компонен­та могут опробоваться любыми способами. Только тела с исключительно неравномерным распределением оруденения, как, например, некоторые месторождения золота и платины, требуют опробования их валовым способом.

Строение рудных тел влияет на применение секционного способа взятия проб. При сложном строении рудных тел секции выделяют как при бороздовом способе, так и при опробовании керна.

От степени изменчивости оруденения зависит размер и тем самым способ взятия проб. При равномерноморуденении достаточной пред­ставительностью обладают точечный, бороздовый, штуфной способы взятия. При неравномерноморуденении приходится увеличивать сече­ние борозды, при весьма неравномерном — переходить на задирковыйспособ, а при крайне неравномерном — на валовый способ.

Размеры тел полезных ископаемых по простиранию и падению не оказывают большого влияния на выбор способа пробоотбора. Крупные, средние и небольшие тела могут опробоваться любым способом (конечно, с учетом других факторов). Совокупность значительного количества проб позволяет достаточно надежно оценить среднее качество минераль­ного сырья и качество отдельных его сортов и участков. Только очень мелкие гнезда требуют применения валового опробования, так как одна - две пробы, отобранные от гнезда другими способами, не всегда могут обеспечить получение надежных данных для оценки качества минераль­ного сырья.

Мощность тел полезных ископаемых играет большую роль при выборе способа пробоотбора. Тела полезных ископаемых, мощность которых шире выработок (обычно более 2 м), прослеживающих их по простиранию, могут опробоваться любыми методами.

Тела полезных ископаемых мощностью 0,1—2,0 м, когда их мощ­ность полностью перекрывается горными выработками, идущими по про­стиранию, не могут опробоваться способом вычерпывания, а в ряде слу­чаев шпуровым и валовым методами. Это связано с разъубоживанием отби­ваемой руды и искажением в этих случаях результатов опробования. Тела полезных ископаемых мощностью 0,1 м и менее практически могут опробоваться только задирковым способом.

Крепость (плотность) минерального сырья, определяющая технику и производительность пробоотбора, не оказывает влияния на такие способы, как штуфное, точечное, шпуровое и валовое. На возможность ис­пользования бороздового и особенно задиркового способа опробования этот фактор оказывает существенное влияние. Эти способы пробоотборацелесообразно применять в мягких породах, в твердых породах лучше использовать методы вычерпывания, точечный или другие способы, поз­воляющие использовать работы, связанные с проходкой выработок (шпу­ровой, валовой).

Способы взятия в большей степени зависят от назначения проб. Для определения химического состава руды пробы можно брать почти всеми способами.

Изучение текстурно-структурных особенностей и ми­нерального состава руд требует обычно взятия штуфов, но иногда можно отбирать бороздовые пробы, пробы из отвалов, из шлама сква­жин.

Технические пробы в большинстве случаев требуют получения монолитов, т. е. штуфного способа взятия проб.

Для технологических проб часто необходима большая масса, что достигается применением валового способа взятия. Технологические пробы небольшой массы могут быть взяты и другими способами, например бороздовым или вычерпывания.

Хорошая изученность месторождения на стадиях детальной или эксплуатационной разведки, а также большой объем опробования оп­ределяют применение упрощенных высоко производительных способов взятия проб: вычерпывания, горстевого, точечного и др.

Штуфной способ взятия проб широко распространен и применяется при поисках для выявления первичных геохимических ореолов (прове­дение металлометрических съемок), при разведке для изучения мине­рального состава, петрографических особенностей и некоторых физи­ческих свойств (объемной массы, пористости, влажности, прочности и пр.) полезного ископаемого.

В пробу отбираются типичные штуфы или несколько штуфов мас­сой 0,2—2 кг из целика или отбитой руды. Если тело полезного иско­паемого имеет сложное строение, то штуфы следует брать из каждого типа руды пропорционально их распространенности. Типичность шту­фов определяется визуально по минеральному составу и текстурно-структурным особенностям.

Бороздовый способ. Рассматриваемый способ наиболее широко применяется при опро­бовании горных выработок, в разведке он уступает по распространению только взятию проб из керна. Бороздовый способ взятия проб применим для большей части по­лезных ископаемых, но особенно эффективен при опробовании полосча­тых или слоистых руд, для которых характерна максимальная изменчи­вость оруденения по мощности рудного тела. Можно также опробовать руды, развитые по системе грубопараллельных трещин. Нельзя при­менять бороздовый способ при неравномерном пятнистом или гнездовом распределении ценных минералов, а также при весьма малой мощности (10—20 см) рудных тел.

Существует несколько вариантов взятия бороздовых проб, основ­ной является борозда правильного прямоугольного сечения. Реже при­меняется пунктирная или объемная борозда. Во всех случаях борозды стараются ориентировать как можно ближе к направлению максималь­ной изменчивости оруденения, обычно по мощности рудного тела, но допустимо проводить борозду под углом к направлению наибольшей изменчивости, если это связано с удобством взятия пробы.

Задирковый способ. При малой мощности рудных тел (не более 15—20 см) или при весьма неравномерном распределении оруденения по площади забоя пробу берут задиркой — снятием слоя руды мощностью 3—10 см, редко 20 см. Представительность пробы обеспечивается тщательным выравни­ванием поверхности забоя перед опробованием и строгим соблюдением глубины задирки на всей площади. Иногда применение задиркового способа бывает вызва­но спецификой полезного ископаемого, в частности, способ применяется на месторождениях амфибол - асбеста. Материал пробы в этом случае подвергается ручной разборке. Задирковый способ иногда целесооб­разно применять как контрольный при выяснении погрешностей других способов отбора проб.

Способ вычерпывания. При вычерпывания частичные про­бы берутся не с поверхности отвала, а на всю его глубину. Способ вычерчивания применяется при опробовании от­валов, хвостов обогатительных фабрик и пр. Отбор частичных проб по сетке, разбитой на поверхности отвала, производится желонкой, специальным пробоотборником, трубой или щупом. Способы горстевой и вычерпывания служат основным средством опробования не только отбитых рудных масс, но и отвалов горных ра­бот, а также для товарного опробования горнорудной продукции (руды, концентратов) при ее транспортировке (в вагонах, самосвалах и пр.).

При размещении частичных проб в отвалах, образовавшихся в отстойных бассейнах, необходимо учиты­вать различную скорость осаждения частиц рудных и нерудных мине­ралов. Более тяжелые минералы осаждаются в отстойном бассейне ближе к местам поступления пульпы.

В тран­спортных средствах исследуемый материал обычно хорошо перемешан, и для получения надежной характеристики качества достаточно взять пробы с его поверхности. В простейшем случае частичные пробы берут из пяти точек способом конверта, но можно применять прямоугольное, шахматное, радиальное и более сложные варианты размещения частич­ных проб.

Валовый способ. Валовый, или объемный, способ взятия проб применяется при край­не неравномерном распределении компонентов в трех измерениях, а также при необходимости взятия проб большой массы (например, для технологических испытаний).

При валовом способе в пробу идет вся рудная масса, отбитая в процессе проходки горной выработки. В пробу может поступать материал с одной или с нескольких уходок. Масса валовых проб составляет 1,5—5 т, иногда десятки и даже тысячи тонн.

Валовые пробы необходимы при изучении специфических полезных ископаемых, например слюд, оп­тического сырья, поделочных и драгоценных камней, строительных камней, где существенное значение имеет величина кристаллов и моноли­тов, а также сохранность их физических свойств.

Шпуровой способ. Материалом пробы служит буровая пыль, получаемая при бурении шпуров с продувкой, или шлам при бурении с промывкой. Шпуровой способ наиболее пригоден для взятия проб в рудных телах большой мощности, которые не вскрываются полностью горными выработками. Шпуры, как и борозды, располагают в направ­лении наибольшей изменчивости оруденения. В горных выработках, ориентированных вкрест мощности рудного тела, для взятия проб при­годны шпуры, буримые в забое для буровзрывных работ. Это не задер­живает процесса проходки выработок. В горных выработках, проходи­мых по простиранию, необходимо бурение шпуров в стенках выработок.

Горстевой способ. Представляет собой вариант точечного опробова­ния отбитой руды или рудной массы. Он заключается во взятии частич­ных проб с поверхности отвалов, рудной массы из вагонеток, самосва­лов по квадратной или прямоугольной сети, которая задается мысленно или с помощью веревочной сетки. Стороны квадрата сетки обычно рав­ны 20—50 см, а прямоугольника — 20—40 см на 50—100 см. Число частичных проб колеблется от 10 до 50. Минимальное число частичных проб берется из вагонеток, чаще по способу конверта в пяти точках. Объем отдельной частичной пробы 20—200 см³, масса 50—600 г. Густо­та сети частичных проб зависит от степени изменчивости распределения компонентов в пробе, крупности и однородности размеров кусков.

Горстевой способ высоко производителен, так как исключает необ­ходимость отбойки руды, опробование этим способом не задерживает работу в забое выработки. Но применение его не позволяет обычно оконтурить промышленные сорта руд и опробовать их раздельно.

Точечный способ. Материал пробы составляется из кусочков (частичных проб) раз­мером 1,5—3 см и массой 10—20 г, реже до 50 г, взятых в ряде точек из руды в целике. Точки взятия частичных проб располагают по опре­деленной системе в зависимости от характера распределения исследуе­мых компонентов. Если в пределах плоскости опробования изменчи­вость содержаний компонентов в двух направлениях одинакова, то ча­стичные пробы отбирают по квадратной сети, если изменчивость в од­ном направлении больше, чем в другом, то принимают прямоугольную сеть, а иногда и ромбическую.